Тема работы. Модернизация схемы электроснабжения ОАО «Томский электромеханический завод»

метки: Электроснабжение, Модернизация, Нагрузка, Трансформатор, Линия, Таблица, Мощность, Защита

Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт Электронного обучения (ИнЭО) Направление подготовки Электроэнергетика и электротехника Кафедра Электроснабжение промышленных предприятий (ЭПП) БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА Тема работы Модернизация схемы электроснабжения ОАО «Томский электромеханический завод» УДК : (571.16) Студент Группа ФИО Подпись Дата З-5а16 Колбас Николай Владимирович Руководитель Должность ФИО Ученая степень, звание Доцент Климова Галина Николаевна КОНСУЛЬТАНТЫ: Кандидат технических наук, доцент Подпись Дата По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» Должность ФИО Ученая степень, звание Доцент Коршунова Лидия Афанасьевна Кандидат технических наук, доцент Подпись Дата По разделу «Социальная ответственность» Должность ФИО Ученая степень, звание Доцент Бородин Юрий Викторович Кандидат технических наук, доцент Подпись Дата ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ: Зав. кафедрой ФИО Ученая степень, звание Электроснабжение промышленных Завьялов В.М. д.т.н., доцент предприятий Подпись Дата Томск 016 г.

2 Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт Электронного обучения (ИнЭО) Направление подготовки Электроэнергетика и электротехника Кафедра Электроснабжение промышленных предприятий (ЭПП) УТВЕРЖДАЮ: Зав. кафедрой ЭПП Завьялов В.М. (Подпись) (Дата) (Ф.И.О.) В форме: ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы бакалаврской работы Студенту: Группа З-5а16 ФИО Колбас Николай Владимирович Тема работы: Модернизация схемы электроснабжения ОАО «Томский электромеханический завод» Утверждена приказом директора (дата, номер) ИнЭО от /с Срок сдачи студентом выполненной работы: Июнь 016 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ: Исходные данные к работе (наименование объекта исследования или проектирования; производительность или нагрузка; режим работы (непрерывный, периодический, циклический и т. д.); вид сырья или материал изделия; требования к продукту, изделию или процессу; особые требования к особенностям функционирования (эксплуатации) объекта или изделия в плане безопасности эксплуатации, влияния на окружающую среду, энергозатратам; экономический анализ и т. д.).

Получены по материалам преддипломной практики

Тема работы Электропривод механизма передвижения крана УДК

... Подпись) (Дата) (Ф.И.О.) В форме: Студенту: Группа З-5Г10 Тема работы: ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы Бакалаврской работы (бакалаврской работы, дипломного проекта/работы, магистерской диссертации) ФИО Гуменному Ефиму Васильевичу Электропривод механизма передвижения крана ... степень, звание Дементьев Юрий Николаевич Кандидат технических наук, доцент Подпись Дата Томск 2016 ...

3 Перечень подлежащих исследованию, проектированию и разработке вопросов (аналитический обзор по литературным источникам с целью выяснения достижений мировой науки техники в рассматриваемой области; постановка задачи исследования, проектирования, конструирования; содержание процедуры исследования, проектирования, конструирования; обсуждение результатов выполненной работы; наименование дополнительных разделов, подлежащих разработке; заключение по работе).

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) 1. Модернизация схемы электроснабжения. Общие сведения о предприятии 3.Определение расчетной нагрузки цеха 4. Определение расчетной нагрузки завода в целом 5.Картограмма и определение центра электрических нагрузок 6. Схема внешнего электроснабжения 7. Схема внутризаводского электроснабжения 8. Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В 9. Выбор и проверка оборудования в сети выше 1000 В 10. Электроснабжение цеха 11. Выбор защитных аппаратов и сечений линий, питающих распределительные пункты и электроприемники 1. Расчет токов короткого замыкания в сети до 1000В 13.Построение эпюры отклонения напряжения 14..Построение карты селективности действия аппаратов защиты 15.Финансовый менеджмент, ресурсоэффективности и ресурсосбережение 16 Социальная ответственность 1. Генплан предприятия. Распределение электроэнергии. Внутрицеховая схема цеха. Распределение электроэнергии 3. Однолинейная схема электроснабжения цеха 4 Эпюра отклонения напряжения. Карта селективности 5. Картограмма нагрузок 6. Схема электрическая принципиальная Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы (с указанием разделов) Раздел Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Социальная ответственность Консультант Доцент, к.т.н. Коршунова Л.А. Доцент, к.т.н. Бородин Ю.В. Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалификационной работы по линейному графику Задание выдал руководитель: Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Климова Галина Николаевна Кандидат технических наук, доцент Задание принял к исполнению студент: Группа ФИО Подпись Дата З-5а16 Колбас Николай Владимирович

4 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Содержание Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

5 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.. 1 Модернизация схемы электроснабжения Общие сведения о предприятии.. 3 Определение расчетных электрических нагрузок ремонтномеханического цеха.. 4 Определение расчетной нагрузки завода в целом. 5 Картограмма и определение центра электрических нагрузок.. 6 Схема внешнего электроснабжения Выбор мощности силовых трансформаторов на ГПП.. 6. Выбор сечения линии питающей ГПП Определение суммарных приведенных затрат на сооружение воздушных линий электропередачи. 6.4 Определение суммарных приведенных затрат на установку силового оборудования. 6.5 Технико-экономическое сравнение вариантов. 7 Схема внутризаводской сети Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов Выбор сечений кабельных линий сети 10 кв и 0,4 кв… 8 Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В.. 9 Выбор и проверка электрических аппаратов в сети выше 1000 В Выбор трансформаторов тока.. 9. Выбор трансформаторов напряжения. 9.3 Расчет сборных шин 10кВ. 10 Электроснабжение ремонтно-механическог цеха Выбор схемы электроснабжения цеха. 10. Выбор сечений питающей сети и аппаратов защиты 11 Расчет токов короткого замыкания в сети ниже 1000В, проверка срабатывания защиты от однофазных КЗ

Реферат наружные сети электроснабжения

... селитебных терри­, Для уменьшения шума от железнодорожных магистралей про­, Расчеты уровней звука на территориях городов и определение, Важное место в защите селитебных территорий от избыточно­ В ... и расширения коммуникаций при, Расстояния от подземных сетей до зданий, сооружений, зеле­, Рис. 1. Схема раздельной прокладки инженерных сетей в поперечном профиле улицы: 1- слаботочные кабели; ...

6 1 Построение карты селективности действия защитных аппаратов.. 13 Расчет и построение эпюр отклонения напряжения. 14 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Общие сведенья. 14. Смета на проектирование Выбор варианта Электроснабжения завода Смета затрат на электрооборудование. 15 Социальная ответственность 15.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов Техника безопасности Расчет защитного заземления Производственная санитария Микроклимат Производственная вентиляция Производственное освещение Виброакустические вредные факторы Защита от электромагнитных полей Пожарная безопасность Экологическая безопасность Защита в чрезвычайных ситуациях.. ЗАКЛЮЧЕНИЕ… СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ… ПРИЛОЖЕНИЯ

7 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Введение Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

8 ВВЕДЕНИЕ Общие сведения о предприятии ОАО «ТЭМЗ» Краткие исторические сведения История завода начинается с 190 года, рением Томского технологического (ныние политехнического) института был преобразован в «Первый Томский машиностроительный завод». В начале 197 года Томск появился в составе вновь организованного Новосибирского края, и завод был в веден в Новосибирский трест металлоизделий и пере назван в завод «Металлист». Веденной номенклатурой стал изготовление весов, дорожных катков, нефтяных баков, бревна таскательных приспособлений и вертикально сверлильных станков. Большие по тому времени ассигнования на реконструкцию в сумме свыше 3 млн. руб. позволило построить кузнечный, литейный цех, построить инструментальный и ремонтный, модельный цех, увеличить механосборочный цех, построить гаражи и склады. После реконструкции были выпушены первые 77 электросверл ЭР-1, и были отправлены на испытания шахты. В гг. их изготавливали около тысячи. Шмаргунов Константин Николаевич разработал электрический отбойный молоток КНШ-3, и на предприятии начали их производство. В 1941 году было выпушено 1553 шт. В то время, это являлось большое достижение предприятия. В 1939 году предприятие было переданно в ведение Главгормаша и поменяли наименование на «Томский электромеханический завод». В 1947 г. предприятию присвоели имя В. В. Вахрушева. В 1948 г. Заводом было освоено производство шахтных вентиляторов. А в 1951 г. эта разработка была награжденная высокой оценкой. На Сталинскую премию были назначены работники завода: К. И. Лаврентьев — директор; Е. Н. Зикеев — главный инженер; П. М. Емельянов — главный конструктор; П. А. Школа — главный технолог; А. П. Гришин — ведущий конструктор. В 1956 г. на предприятии была конференция по увеличению технического уровня шахтной техники, в следствие предприятие получило работу развитие на

Электроснабжение промышленных предприятий

... заводах и заводах синтетического каучука нагрузка потребителей 1 категории составляет 75 - 80 % суммарной расчетной нагрузки предприятия; на металлургических заводах, ... сварки и т.п.. 1.2 Категории электроснабжения В отношении обеспечения надежности электроснабжения, характера и тяжести ... объекта 1.1 Характеристика применяемого оборудования, режимы работы Насосная станция водоснабжения сблокирована со ...

9 много лет. На основании появлением гидродобычи на предприятии разработали дополнительное оборудование для гидродобычи: гидровентиляторы, гидросветильники, гидро-двигатели, гидросверла и т.д. В дальнейшем на предприятии обновили весь перечень выпускаемой продукции. В 1980 г. отпраздновал свое очередное рождение 60-летие. Новая реконструкция предприятия позволит значительно расширять производство, резко изменит и повысит его технологический уровень, и начал производство новых разработок машин. В цехах установили усовершенственные станки, оборудование с ЧПУ, в термообработке установили проходное оборудование термической обработки, для создания конструкций, технологий и программ для станков — используются системы CAD/CAM Симатрон, Адем и др. В 1993 г. завод был приватизирован, 38% акций перешли в руки государства, 51% — остались в руках заводских и внешних акционеров, а остальные были переданы в фонд имущества на продажу. С выходом в 1996 г. закона «Об акционерных обществах» коллектив акционеров ежегодно избирает на годовом собрании Совет директоров, и управление текущей деятельностью предприятия осуществляет единоличный исполнительный орган — Генеральный директор. [

10 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Модернизация схемы электроснабжения Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.з-5а16

11 «ТЭМЗ» 1. Модернизация схемы электроснабжения 1.1 Обоснование модернизации схемы электроснабжения ОАО В связи с ростом производства и техническим перевооружением на предприятии ОАО «ТЭМЗ» возникла необходимость модернизировать устаревшую систему электроснабжения самого завода и его цехов. Для выполнения работы по модернизации вначале изучаем существующую схему электроснабжения завода и его цехов, и план расположения цехов предприятия. Далее производим выбор новой схемы электроснабжения и выполняем все необходимые расчёты. Модернизация системы электроснабжения предприятия позволит: Увеличить надёжность и стабильность системы Обеспечить электроприёмники электроэнергией требуемого качества. Повысить безопасность и удобство эксплуатации. Расширить спектр возможностей по автоматизации производственного процесса. 1. Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения Питающая сеть электроснабжения завода ОАО «ТЭМЗ» выполнена двумя кабелями напряжением 6 кв с подстанции «Южная» на распределительный пункт завода РП-. В РП- выполнено распределение электроэнергии по цехам предприятия масляными выключателями ВМГ-10. Завод имеет в своем составе 19 цехов различного назначения. В самих цехах или рядом с ними установлены трансформаторные подстанции (ТП, в которых установлены трансформаторы типа ТМЗ 1000/6).

В соответствии с ПУЭ в отношении обеспечения надёжности электроснабжения электроприёмники подразделяются на три категории. К первой категории относятся установки и агрегаты, у которых

12 перерыв питания электропрнемников может повлечь за собой опасность для людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Эти электроприемники должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников, и перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического включения резерва. Ко второй категории относятся установки и агрегаты, у которых перерыв питания электроприемников связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Для этой категории допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для ручного включения резерва дежурным персоналом или выездной бригадой (для тех подстанций, где нет постоянного дежурного персонала).

Электроснабжение автомобильного завода

... определении электрических нагрузок, высоких требований к бесперебойности электроснабжения, рационального выбора ... Описание технологического процесса Эффективность работы автомобильного транспорта в значительной степени ... цех (6кВ 2X500) 0,4 0,85 1000 4 Инструментальный цех 0,5 0,6 14 950 5 Ремонтно-механический цех ... завод с другого предприятия - изготовителя и хранятся на складе. В литейном цехе ...

К третьей категории относятся вспомогательные производства, цехи несерийного производства металлообрабатывающих заводов, некоторые склады неответственного назначения и т.п. Они допускают перерыв питания на время ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения продолжительностью до одних суток. Основными потребителями электроэнергии на ОАО «ТЭМЗ» являются трансформаторы и асинхронные двигатели, кратковременные остановки которых не приведут к материальным потерям и угрозам создания аварийных ситуаций. Потребители завода относятся ко второй и третьей категории надёжности электроснабжения. Список и количество цехов ОАО «ТЭМЗ» перечислено в таблице 1.

13 Цеха Таблица 1 — Перечень цехов и их нагрузки Наименование Число смен Установленная мощность квт. 1 Ремонтно-строительный цех Энергосиловой цех АБК Ремонтно-механический цех Насосная станция Компрессорная Транспортный цех Котельная 00 9 Литейный цех Инструментальный цех АБК АБК ТПА ТГЦ ЦЕХ ЦЕХ Склад готовой продукции АБК Заводоуправление Итого: 9610

14 3 1 4 Масштаб 1: Питание от п/ст 1, км РП Рисунок 1. Генеральный план завода ОАО «ТЭМЗ» 1.3 Работы, необходимые при модернизации схемы электроснабжения В настоящее время завод потребляет 9,6 МВт На заводе планируется произвести замену существующего устаревшего оборудования и кроме того, на заводе намечено увеличить выпуск продукции. Общее потребление электроэнергии вырастет до 11,8 МВт. Для удовлетворения растущего потребления электроэнергии предлагаю: Поднять питающее напряжение завода с 6 кв до 35кВ. Установить главную понизительную подстанцию (ГПП) Установить трансформатора 35/10 кв Заменить в цеховых ТП трансформаторы 6/0.4 кв на трансформаторы 10/0.4 кв.

15 Применить на ГПП на секции 35 кв воздушные выключатели. Применить на ГПП на секции 10 кв вакуумные выключатели. Питание ГПП от ПС «Южная» выполнить двух цепной ЛЭП 35 кв. Заменить действующие кабельные линии 6 кв на 10 кв. Заменить в цехах кабельные линии 0,4 кв. Заменить цеховые распределительные пункты (ПР) 0,4 кв. Заменить в цехах автоматические выключатели 0,4 кв. Модернизированную схему электроснабжения завода приложить к расчетам. Выбор электрооборудования, примененного в процессе модернизации, привести в расчетах. Кроме того, выполнить экономическое обоснование выбранной схемы электроснабжения завода.

16 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Общие сведения о предприятии Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.з-5а16

Электроснабжение литейного цеха

... количество электродвигателей в диапазоне мощностей 200 - 600 кВт. Перевод питания электроприёмников с напряжения 380 В на 660 В снижает затраты на сооружение ... ЭП продолжительного режима работы характеризуются коэффициентом включения: (1.2) В длительном режиме работают электроприводы насосов, вентиляторов и станков. Таблица 1.1 - Ведомость электрических нагрузок цеха № Наименование механизма ...

17 Цеха Общие сведения о предприятии Таблица Ведомость электрических нагрузок по цехам завода Наименование Число смен Установленная мощность квт. 1 Ремонтно-строительный цех Энергосиловой цех АБК Ремонтно-механический цех 1-5 Насосная станция Компрессорная 1 Н.н. 650 В.н Транспортный цех Котельная 00 9 Литейный цех Инструментальный цех АБК АБК ТПА ТГЦ ЦЕХ ЦЕХ Склад готовой продукции АБК Заводоуправление 1 400

18 Таблица 3 Сведения об электрических нагрузках ремонтно-механического цеха Наименование Установленн К cosφ tng Η К I I Эп электроприемника ая мощность исп φ пу ном пус, ЭП, квт с, А А 1-5 Токарный станок 8,5 0, ,89 5 4, 11 6 Кран балка 17 0,10 0,60 1,33 0, , Токарно-фрезерный станок 10 0,14 0,60 1,33 0,89 5 8, Токарный станок 5,5 0,14 0,60 1,33 0, , ,1 Вертикальносверлильный 4,5 0,14 0,60 1,33 0,89 5 1,8 64 станок 13,17 Точильношлифовальный станок 5,5 0,14 0,60 1,33 0, , Долбежный станок 7,5 0,14 0,60 1,33 0,89 5 1,3 106, Резьбонарезной 39 0,14 0,6 1,33 0, станок 1, Точильношлифовальный станок 1 0,14 0,60 1,33 0,89 5,8 14 Станок с дисковой и 3-5 отрезной пилой 15 0,14 0,60 1,33 0,89 5 4,7 13, 6-9 Вытяжной вентилятор 30-3 Сварочный агрегат ПВ=60%, 5 5,5 0,65 0,80 0,75 0, ,7 58,5 7,5 0,30 0,80 0,75 0,

19 Цеха Таблица 4 Сведения о степени надежности и среде производственных помещений Наименование Характеристика производственных помещений. Категории ЭП по степени бесперебойности питания 1 Ремонтно-строительный цех Нормальная 3 Энергосиловой цех Нормальная 3 3 АБК-3 Нормальная 3 4 Ремонтно-механический цех Нормальная 3 5 Насосная станция Нормальная 6 Компрессорная Нормальная 7 Транспортный цех Нормальная 3 8 Котельная Нормальная 9 Литейный цех Нормальная 10 Инструментальный цех Нормальная 11 АБК- Нормальная 3 1 АБК-5 Нормальная 3 13 ТПА Нормальная 14 ТГЦ Нормальная 15 ЦЕХ-5 Нормальная 16 ЦЕХ- Нормальная 17 Склад готовой продукции Нормальная 3 18 АБК Нормальная 3 19 Заводоуправление Нормальная 3

20 Генеральный план завода ОАО «ТЭМЗ» и Ремонтно-механического цеха с планом расположения электроприемников, представлены на рис. 1 и Масштаб 1: Питание от п/ст 1, км РП Рисунок Генеральный план завода

21 Сан узел Склад Начальник цеха Рисунок 3 Схема расположения электроприемников в ремонтномеханическом цехе

22 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Определение расчетной электрической нагрузки ремонтно-механического цеха Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.з-5а16

23 3 Определение расчетной электрической нагрузки ремонтномеханического цеха Распределение электроприемников по РП и расчет электрических нагрузок по пунктам питания сведем в таблицу 5. Распределительные пункты устанавливаются по возможности в центре электрических нагрузок, подключенных к нему, чтобы расстояния до электроприемников было минимально. Это позволит избежать большой протяженности кабельных линий, и сократить потери в них. Как правило, распределительные пункты рассчитаны на число групп не более пяти, восьми или двенадцати штук. Рекомендуется оставлять в резерв одну-две группы, чтобы в случае установки нового оборудования не было проблем с его подключением. Питание отдельных электроприемников и распределительных пунктов осуществляем по радиальным линиям, проложенным открыто на лотках по стенам. Принятая схема обеспечивает требуемую степень надежности питания приемников и требуемую по технологическим условиям гибкость и универсальность сети в отношении присоединения новых приемников и перемещения приемников по площади ремонтно-механического цеха. В качестве РП принимаем распределительные пункты марки ПР с номинальным током 50 ампер и более. Данный РП рассчитан на количество отходящих линий до восьми штук. Распределение электроприемников по пунктам питания осуществляется путём подключения группы электроприёмников к соответствующему распределительному пункту ПР. На рисунке 3.1 изображен план ремонтно-механического цеха с расположением ПР и питаемых от них электроприемников. Для правильного выбора сечений линий, коммутационных и защитных аппаратов произведем расчет электрических нагрузок рассматриваемого цеха. Для этого воспользуемся методом коэффициента спроса и коэффициента максимума.

Расчет освещения кузнечно-прессового цеха

... нормальной работе электрического освещения. Аварийное освещение будет служить для эвакуации персонала при авариях в системе рабочего освещения. Рабочее освещение проектируемого помещения - общее, при этом светильники одного типа и мощности ... основной характеристикой, определяющей светотехническую эффективность применения ... расчет освещения помещения инструментального склада Разряд зрительной работы ...

24 Суть метода заключается в том, что расчетная нагрузка находится по коэффициенту максимума и эффективному числу электроприемников. Для этого все электроприемники разбиваются на две группы с одинаковыми режимами работы: «А» электроприемники с переменным графиком нагрузки (K и < 0,6); «Б» электроприемники с практически постоянным графиком нагрузки (K и 0,6; K з 0,9; K в = 1).

Для определения расчётной нагрузки цеха P m на втором уровне (УР) системы электроснабжения (распределительные шкафы, щиты управления, шинопроводы напряжением до 1 кв переменного тока) применяется метод упорядоченных диаграмм или метод коэффициента максимума, по которому Р т =К т Р см =К т К и Р н, где Р см средняя нагрузка за наиболее загруженную смену на УР; К т коэффициент максимума активной мощности; К и групповой коэффициент использования активной мощности. Исходными данными для расчёта Р т являются: план цеха с расположением ЭП, электрическая схема цеха (производства), количество ЭП, их установленные мощности, коэффициенты мощности и использования каждого ЭП. Все электроприёмники разбиваются по расчётным узлам на УР, в каждом узле электроприёмники разделяются на характерные группы с примерно одинаковыми коэффициентами использования К и и мощности cosφ с выделением групп ЭП с переменным и практически постоянным графиками нагрузки. К последним могут быть отнесены, например, ЭД насосов водоснабжения, вентиляторов, нерегулируемых дымососов, печей сопротивления и др. У ЭП с постоянными графиками нагрузки К и 0.6 и коэффициент заполнения суточного графика за наиболее загруженную смену К зп 0.9. При отсутствии таких данных все ЭП относят к ЭП с переменным графиком нагрузки.

25 При расчётах электрических нагрузок используются специальные таблицы. Порядок заполнения таблицы. 1. В графу в соответствии со схемой питания записываем: наименование узла, для которого производится определение электрических нагрузок (в нашем случае в качестве таких узлов выступают распределительные шкафы 1ШР, ШР, 3ШР); наименование характерных групп (с одинаковыми К и и cosφ), питающихся от данного узла: электроприёмники длительного режима работы с переменным графиком работы; электроприёмники повторно-кратковременного режима работы приведением их к ПВ=100%. При наличии однофазных электроприёмников даётся их перечень с указанием ПВ и номинального напряжения; при наличии электроприёмников с практически постоянным графиком нагрузки эти электроприёмники записываются под чертой прочих групп электроприёмников.. В графе 3 в числителе записывается количество рабочих электроприёмников, а в знаменателе количество резервных. Резервные электроприёмники в расчёте не учитываются. 3. В графу 4 по каждой группе записываются: при одинаковой мощности электроприёмников группы номинальная установленная мощность одного электроприёмника в киловаттах, при электроприёмниках различной мощности номинальная мощность наименьшего и через тире наибольшего по мощности электроприёмника в группе. Для сварочного трансформатора Р S ПВ cos ,83 квт. н пасп пасп 4. В графу 5 в виде дроби записываются: в числителе суммарная установленная мощность только рабочих электроприёмников данной группы,

Реконструкция участка существующей железнодорожной линии с анализом ...

... усиления мощности участка железнодорожной линии 1.1 Существующее техническое состояние. Объемы грузовых и пассажирских перевозок В соответствии с заданием на курсовое ... реконструкции. Длина приемоотправочных путей определяется из неравенства: где Q масса состава, т; q п погонная нагрузка; ... определенном техническом состоянии. При этом на всех этапах работы дороги должно обеспечиваться условие: Где Г в ...

26 приведённая к ПВ=100%, в киловаттах, а в знаменателе суммарная мощность резервных электроприёмников (резервные электроприёмники в определении средних и максимальных нагрузок не учитываются).

Однофазные ЭП, приведённые к ПВ=100%, учитываются как трёхфазные (без нахождения наиболее загруженной фазы и без приведения их к трёхфазным).

5. Графа 6 заполняется по всему расчётному узлу (по силовому шкафу, сборке, магистрали).

Если т заведомо больше3, эта величина не определяется и в графе 6 записывается «m>3». 6. Графы 7 и 8. Значения коэффициента использования и мощности для отдельных групп электроприёмников выбираются по справочным материалам (см. [3], табл. П..1, стр ).

7. Графа 9. Средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой группы электроприёмников определяется по формуле Р см =К и (графа 7) Р н (графа 5), квт. 8. Графа 10. Средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой группы электроприёмников определяется по формуле Q см =Р см (графа 9) tg φ (графа 8), кв Aр. 9. Для заполнения граф 7 и 8 по узлу в целом необходимо предварительно подвести итоги по графам 5, 9 и 10. По полученным итогам определяются: средневзвешенное значение коэффициента использования по расчётному узлу (графа 7) К и Р Р н графа 9 графа 5 см ; средневзвешенное значение tgφ c (графа 8) Qсм графа10 tg см. Р графа 9 По полученной величине tgφ см находиться cosφ см. Найденные значения К и и cosφ cм вносятся в итоговую строку узла соответственно в графы 7 и 8. см

27 10. Графа 11. При т>3 (графа 6) эффективное число электроприёмников п э определяется по формуле п п Р н 1 э. Рном.max Если найденное по этой формуле п э оказывается больше, чем фактическое число ЭП, следует принимать п э =п Графа 1. Коэффициент максимума К т определяется по ( [3], табл..1, стр. 6) в функции эффективного числа электроприёмников п э (графа 11) и средневзвешенного К и (графа 7).

1. Графа 13. Максимальная активная нагрузка от силовых электроприёмников узла: Р т =К т (графа 1) Р см (графа 9), квт. 13. Графа 14. Максимальная реактивная нагрузка от силовых электроприёмников узла принимается равной: при п э 10 Q m =1.1 Q см ; при п э >10 Q m =Q см. 14. Графа 15. Максимальная полная нагрузка от силовых электроприёмников определяется по формуле: S m P Q. m m 15. Графа 16. Эта графа предназначается для записи расчётных токов (максимальных и пусковых).пиковый ток группы электроприёмников определяется по формуле: I n =i nм +(I м — К и i нм ), где i пм наибольший из пусковых токов двигателей в группе по паспортным данным (пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в случае отсутствия заводских данных может быть принят равным 5- кратному номинальному току, пиковый ток печных и сварочных трансформаторов принимается по заводским данным, а в случае их

Линия электропередачи напряжением 500 кВ

... электропередачи. Вторая цепь линии Л-1 отключена, на ГЭС в работе 1 генератор и 1 блочный трансформатор. ... 20% - III категории. Коэффициент мощности нагрузки равен 0,91. Пик нагрузки приходится на период времени с ... мощности, наименьшей передаваемой мощности, послеаварийный. Так же рассчитали режимы синхронизации на шинах промежуточной подстанции и на шинах передающей станции. В результате расчета ...

28 отсутствия не менее 3-кратного номинального); i нм номинальный (приведённый к ПВ=100%) ток двигателя с наибольшим пусковым током; К и коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток; I м расчётный ток нагрузки всей группы электроприёмников, который может быть определён по формуле: I м S т 3 U н

29 Таблица 5 Определение расчетных нагрузок ремонтно-механического цеха по пунктам питания Установленная Средняя за Наименование узлов мощность, квт смену Максимальная нагрузка питания и групп N т К Р т электроприёмников н квт Р см, Q см, Q Р квт кв Ар т, квт m S m, кв Ар кв А Разные станки Итого по группе А >3 0,14 Вытяжной вентилятор 1 5,5 5,5 0,8 Итого по группе Б 1 5,5 5,5 3< 0,8 Пункт распределительный ПР1 Электропиремники группы «А» Ки< / 1,33 0,6/ 1,3 0,58 7,3 Электропиремники группы «Б» Ки>0.6 0,8/ 0,75 0,6/ 1,31 0,58 7,3 4 3, ,4 5,8 4,4 5, Итого по ПР1 7 5, ,5 0,16 0,54/ 1,55 4,98 38, ,66 Разные станки 6 7,5-10 5,5 0,14 Итого по группе А 6 7,5-10 5,5 >3 0,14 Итого по ПР 6 7,5-10 5,5 0,14 Пункт распределительный ПР Электропиремники группы «А» Ки<0.6 0,6/ 1,33 0,6/ 1,3 0,6/ 1,3 7,35 9,7 7,35 9,7 5, ,35 9, ,9

30 Продолжение таблицы Пункт распределительный ПР3 Электропиремники группы «А» Ки<0.6 Токарный станок 0,6/ 5 8,5 4,5 0,14 5,95 7,9 1,33 0.6/ Итого по группе А 5 8,5 4,5 3< ,95 7,9 5, ,3 Итого по ПР / 1.3 Пункт распределительный ПР4 Электропиремники группы «А» Ки<0.6 5,95 7, ,6 Кран балка ,10 0,6/ 1,33 1,7, Разные станки 5 4,5-5,5 5,5 0,14 0,6/ 1,33 3,57 4,9 Итого по группе А 6 4,5-17 4,5 >3 0,1 0,59/ 1,34 5,7 7,1 4 3, Итого по ПР4 6 4,5-17 4,5 0,1 0,59/ 1,34 5,7 7, Пункт распределительный ПР5 Электропиремники группы «А» Ки<0.6 Точильношлифовальный станок 4 1,3 0,1 0,6/ 1 0,8 0,37 Сварочный агрегат 0,6/ ПВ=60%, 3 5,8 17,4 0, , 6, ,96 Итого по группе А 5 1-5,8 19,4 > ,6/ 1.3 5,5 7,7 6 1,

31 Окончание таблицы 5 Электропиремники группы «Б» Ки>0.6 5 Вытяжной вентилятор 3 5,5 16,5 Итого по группе Б 3 5,5 16,5 <3 Итого по ПР , Итого силовая нагрузка Электрическое освещение Итого по цеху , 5 0,6 5 0,6 5 0, ,4 К со =0,95 340, ,8/ 0,75 0,6/ 1,3 0.6/ 1, / 1,4 0,95 / 0,33 0,73 / ,7 5 10,7 5 16, 5 14, 14, , ,7 59,77 85, ,8 49,8 49,8 109,5 7 85,09 195,505 86,16 13,6 336,4 801,8

32 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Определение расчетной нагрузки завода в целом Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.з-5а16

33 4 Определение расчетной нагрузки завода в целом Расчет электрических нагрузок завода определяем по методу коэффициента спроса. Полная расчетная мощность предприятия определяется по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов (до и выше 1000 В) с учетом расчетной нагрузки освещения цехов и территории предприятия, потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций и ГПП, а так же и потерь в ЛЭП. Расчетная нагрузка (активная и реактивная) силовых приемников цехов определяются из соотношений: Р р = К с Р н ; Q p = P p tg, где: Р н — суммарная установленная мощность всех приемников цеха; К с — коэффициент спроса [3, табл. П..1]; tg — коэффициент мощности. Расчет осветительной нагрузки предприятия идентичен расчету осветительной нагрузки цеха. Но в данном случае плотность нагрузки на единицу площади принимается 10 0 Вт/м, а коэффициент спроса по осветительной нагрузке К со = 0,6 1,0, в зависимости от принадлежности производственного здания к той или иной группе помещений [1, табл. П.]. Приемники напряжением выше 1000 В рассчитываются отдельно. Расчетная активная и реактивная мощности групп приемников выше 1000 В определяется по тем же формулам. Расчет силовых и осветительных нагрузок по цехам представлен в таблице 6.

34 Таблица 6 Определение расчетных нагрузок по цехам завода Наименование потребителей (цехов) Силовая нагрузка Осветительная нагрузка Силовая и осветительная нагрузки Р н, К с cos tg Р р, Q р, F, Р уд о, Р но, К со Р ро, Р р +Р ро, Q р, S р, 1 Ремонтностроительный цех Потребители электроэнергии 0,38 кв 300 0,5 0,6 1, , ,8 0,95 13,1 163,1 199,5 57,7 Энергосиловой цех 50 0,3 0,7 1, , ,3 0,95 4,0 99,0 76,5 15,1 3 АБК ,5 0,8 0, , ,5 0,9 37,3 11,3 56,5 15,6 4 Ремонтномеханический цех ,7 86, ,4 0,95 49,8 195,505 86,16 13,6 5 Насосная-станция 100 0,6 0,8 0, ,8 0,95,6 6, ,1 6 Компрессорная 650 0,6 0,8 0, , ,9 0,95 4,7 394,7 9,5 491, 7 Транспортный цех 150 0,5 0,8 0, , ,3 0,95 4,1 79,1 56,5 97,0 8 Котельная 00 0,6 0,8 0, ,7 0,95 7,3 17, ,9 9 Литейный цех 500 0,8 0,9 0, ,3 0,95 17,3 017, ,1 10 Инструментальный цех 700 0,4 0,75 0, , ,8 0,85 13,4 93,4 46,4 383, 11 АБК ,5 0,8 0, , ,0 0,9 7,0 10,0 56,5 116,4 1 АБК ,5 0,8 0, , ,5 0,8 151,6 401,6 187,5 443, 13 ТПА ,6 0,75 0, , ,0 0,95 18,1 588,1 501,6 77,9 14 ТГЦ ,6 0,75 0, ,5 0,95 48,0 148, ,8 15 ЦЕХ ,3 0,8 0, ,4 0,95 59,3 359,3 5 43,9 16 ЦЕХ ,3 0,8 0, , ,4 0,95 59,3 509,3 337,5 610,9 17 Склад готовой продукции 150 0,5 0,8 0, , , 0,6 5,5 80,5 56,5 98,

35 Окончание таблицы АБК 0 0,5 0,8 0, , ,9 0,9,6 1,6 7,5 14,7 19 Заводоуправление 400 0,5 0,8 0, ,0 0,8 103, 303, ,3 Территория завода ,16 6,9 1 6,9 6,9 6,9 Итого по 0,38 кв F ц = ,7 4686,16 76,3 634,1 7134,8 4686,16 860, Потребители электроэнергии 10 кв 6 Компрессорная 100 0,6 0,8 0, Итого по 10 кв

36 Определим полную расчетную нагрузку предприятия в целом: ЭП до 1000 В: Р н р = 6500,7кВт Q н р = 4686,16 квар Р ро = 634,1 квт ЭП выше 1000 В: Р в р = 70,0 квт Q в р = 540,0 квар Так как трансформаторы цеховых ТП и высоковольтная сеть еще не выбраны, то потери мощности определяются из следующих выражений [, стр.3]: н Р т = 0,0 S р = 0,0 860=17кВт н Q т = 0,1 S р = 0,1 860= 860, квар н Р л = 0,03 S р = 0,03 860= 58 квт где: S н р — расчётная мощность завода на шинах напряжением 0,38 кв за максимально загруженную смену. Активная мощность завода, приведенная к шинам 10 кв: Р р = (Р н р + Р в р ) К рм + Р ро + Р т + Р л = (6500,7 + 70) 0, , = 793,7кВт где: К рм = 0,95 (для шин 10 кв) коэффициент разновременности максимумов нагрузки отдельных групп ЭП, характеризующий смещение максимума отдельных ЭП во времени. Реактивная мощность завода, приведенная к шинам 10 кв: Q р = (Q н р + Q в р ) К рм + Q т = (4686, ) 0, , = 585 квар. Определим полную расчетную нагрузку, приведенную к шинам 10 кв: S р Р р Q р 793, ,4 ква Так как трансформаторы ГПП еще не выбраны, то потери мощности в трансформаторах определяются из следующих соотношений: — потери активной мощности:

37 ГПП Р 0,0 S 0,0 9834,4 196, квт ; Т р 6 — потери реактивной мощности: ГПП Q 0,1 S р 0,1 9834,4 983, Т 4 Полная расчётная мощность ГПП: квар S ГПП р ( Р р Р ГПП Т ) ( Q р Q ГПП Т ) (793,7 196,6) ( ,4) 10596,9 ква Определяем величину компенсируемой реактивной мощности; для компенсации реактивной мощности будем применять конденсаторные батареи. Мощность компенсирующих устройств: Q ку = Q рс Q c Величина Q c не известна, но ее можно, на данном этапе проектирования, приближенно принять: Q c = Р р где:

• расчетный коэффициент, соответствующий средним условиям передачи реактивной мощности по сетям системы к потребителям, с учетом затрат на потери мощности и энергии в различных объединенных энергетических системах. для Сибири: = 0,4 при U н = 35 кв = 0,9 при U н = 110 кв = 0,40 при U н = 0 кв Для того чтобы знать величину напряжения питающих линий воспользуемся следующими рекомендациями [3, стр. 35]: если расчетная гпп мощность предприятия S р не превышает 10 МВА, то экономически целесообразно принять U н = 35 кв, если S гпп р = МВА — U н = 110 кв, S гпп р 150 МВА — U н = 0 кв. Так как S гпп р = 10,596 МВА >
• 10 МВА, принимаем U н = 110 кв, следовательно, = 0,9. Для определения экономически целесообразной величины напряжения питающей линии ГПП воспользуемся формулой Илларионова

38 U эк кВ L P 1 8,1 p Где: L =1 км -длина питающей линии; Uэк — экономическое напряжение рассматриваемого участка, кв С учетом рекомендаций принимаем напряжение питающих линий Uном= 35 кв Q c = Р р = 0,9 793,7 = 97,8 квар Q ку = Q р Q c = ,8 = 357,1 квар. Полная расчётная мощность завода со стороны высокого напряжения трансформаторов ГПП, с учётом компенсации реактивной мощности: S ГПП р ( Р р Р ГПП Т ) ( Q р Q ГПП Т Q КУ ) (793,7 196,6) ( ,4 357,1) 8758, ква

39 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Картограмма и определение центра электрических нагрузок Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

40 5 Картограмма нагрузок и определение центра электрических нагрузок Для определения места расположения ГПП на генплане промышленного предприятия наносится картограмма электрических нагрузок. Картограмма нагрузок представляет собой размещенные на генплане предприятия площади, ограниченные кругами, которые в определенном масштабе соответствуют расчетным нагрузкам цехов. Радиусы окружностей для каждого цеха определяются из выражения: r i S p i, m где: S pi — расчетная полная мощность i-го цеха с учетом освещения, квт; m =,0 квт/мм — масштаб нагрузки для определения площади круга (постоянный для всех цехов предприятия).

Таблица 7 Расчетные данные для построения картограммы нагрузок цеха S pi, ква Р ро, квт r, мм, Град x i, м Потребители 0,38 кв y i, м S pi x i, квам S pi y i, квам 1 57,7 13,1 6,6 18,3 73,5 19, , ,6 15,1 4,0 4,9 69,1 19 0,5 7401, 5336,7 3 15,6 37,3 5,1 107, ,0 61, 61,0 4 13,6 49,8 6,0 53, ,5 1758, ,7 5 77,1,6 3,6 1, 58,5 135,0 4510, , , 4,7 8,9 3, , , ,9 7 97,0 4,1 4,0 15, , ,5 1663, ,9 7,3 5,1 16, ,0 9460,4 0107,9 9 34,1 17,3 18,9,8 35,5 11,5 7703, , , 13,4 7,9 1,6 304,5 67, , 5863, ,4 7,0 4,8 83, , ,9 096, , 151,6 9,7 13,1 11,5 16, ,4 7313, ,9 18,1 11, 8,4 4 81,0 346,9 6607, ,8 48,0 16,4 10, , ,6 1341, ,9 59,3 8,8 50,3 169,5 81, , , ,9 59,3 10,3 34,9 17,5 81, , ,9

41 Окончание таблицы , 5,5 4,06 0,19 94,5 4,0 981,0 357, ,7,6 1,66 63, ,0 1890,7 175, ,3 103, 8,38 109,84 334,5 54, ,9 1867,8 Потребители 10 кв ,7 10, , Итого 9315,1 631, , ,4 Силовые нагрузки до и выше 1000 В изображаются отдельными кругами. Считаем, что нагрузка по цеху распределена равномерно, поэтому центр нагрузок совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех на плане. Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1000 В. Угол сектора определяется по формуле: = (360 Р ро )/Р рi. На генплан завода произвольно наносятся оси координат и определяются значения x i и y i для каждого цеха. Координаты центра электрических нагрузок завода x 0 и y 0 определяются по формулам: x 0 = S pi x i / S pi = ,5/ (9315,1+ 631,9) = 04 м; y 0 = S pi y i / S pi = 95164,4/ (9315,1+ 631,9) = м. Место сооружения ГПП выбирается с учётом следующих факторов: 1. Наименьшая длина внутризаводских питающих линий;. Максимальное (по возможности) приближение ГПП к центру электрических нагрузок; 3. Согласно ПУЭ (т.7313, стр. 593) ОРУ ГПП необходимо сооружать на расстоянии 60 м от помещений со взрывоопасной средой и на расстоянии 80 м от наружных взрывоопасных установок. Генплан предприятия с картограммой нагрузок показан на рис. 3, из которого видно, что в расчетном центре электрических нагрузок ГПП разместить не возможно, вследствие недостаточности места для установки распределительного устройства и силовых трансформаторов на напряжение 35 кв (минимальные габаритные размеры ГПП 7070 м).

Таким образом,

42 размещаем ГПП на территории завода со смещением в сторону подстанции энергосистемы, расположенной на расстоянии 1 км. 3 15,6 37,3 57,7 13,1 15, ,8 9 77,9 18, ,1, , , 4, , ,9 59,3 155,9 7,3 ЦЭН 610,9 59,3 Масштаб 1:300 34,1 17,3 383, 13, ГПП 17 98, 5,5 14,7, ,6 116, ,3 103, Нагрузка на освещение Нагрузка 0,4 кв Нагрузка 10 кв 98, Расчетная полная нагрузка цеха ква 5,5 Расчетная мощность освещения цеха квт ГПП Главная понизительная подстанция ЦЭН Рисунок 4 — Генплан предприятия с картограммой нагрузок

43 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Схема внешнего электроснабжения Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

44 6 Составление схемы внешнего электроснабжения Принимаем схему внешнего электроснабжения 4Н в виде двух блоков с выключателями и неавтоматической перемычкой. При нарушении в трансформаторе, сработает защита и подаст сигнал на отключение выключателя в цепях трансформатора на низкой и высокой стороне. Секционный выключатель низкой стороны подключит секцию, оставшуюся без напряжения. Разъединители в ремонтной перемычке нормально отключены. В случае вывода в ремонт трансформатора или выключателя в цепи трансформатора есть возможность оставить в работе обе питающие линии путем включения разъединителей перемычки. Причем сначала включается перемычка, а затем отключаются цепи трансформатора. Схема представлена на рисунке 5. Рисунок 5 Схема внешнего электроснабжения 4Н.

45 Для защиты оборудования сетей ГПП от грозовых и коммутационных перенапряжений применим полупроводниковые ограничители напряжения (ОПН) класса 35 кв (FV1 и FV).

Выбираю: ОПН-РК-35/ УХЛ1; Основные характеристики: Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, кв, действующее значение = 40.5 кв Номинальный разрядный ток 8/0 мкс, = 10 ка Пропускная способность = 760А. P, квт Q, квар S, ква 6.1 Выбор мощности силовых трансформаторов на ГПП Мощность трансформатора выберем с учетом известного суточного графика нагрузки предприятия, рисунок Sср P- Активная мощьность Q- Реактивная мощность S-Полная мошьность Рисунок 6 — Суточный график нагрузок предприятия Из суточного графика можно определить S мак =10596,9 ква Потребляемая за сутки активная и реактивная энергия t,ч W n P i t i i1 810,3 16, ,9 квт ч n V Q i t i i1 6808,4 18, ,7 ква ч

46 Средняя за сутки нагрузка предприятия W V 13766, ,7 S ср 7654,7кВА 4 4 Суточный график активной нагрузки перестраиваем в годовой график нагрузок по продолжительности, рисунок 7. P, квт Pmax Tmax T, ч 8760 Рисунок 7 — Годовой график нагрузки по продолжительности Количество потребленной за год электрической энергии W год 365W кВт ч Число часов использования максимальной нагрузки T мак W Р год мак ,3 Время максимальных потерь 5967,75 ч мак (0,14T мак 10-4 ) 8760 (0, ) ч Выбор трансформаторов по перегрузочной способности производится по продолжительности максимума нагрузки t max и коэффициенту заполнения графика нагрузки k зап.гр, который определяется по суточному графику нагрузки k зап.гр S S ср мак ,7 Продолжительность максимума нагрузки из суточного графика нагрузок предприятия t мак =4 ч.

47 Кратность допустимой нагрузки трансформатора с учетом коэффициента заполнения графика и продолжительности максимума нагрузки [5, стр. 70, рис. 3.9.] k нагр S S мак ном. тр ,9 1, Расчетная мощность трансформаторов S тр.расч. S к мак нагр 10596,9 670,3кВА 1,69 Принимаем к установке на ГПП по два трансформатора мощностью Sном. 6300кВА Sном кВА тр 1) Коэффициент загрузки n тр. S S мак ном. тр. тр 10596,9 0, Проверяем установленную мощность трансформатора в послеаварийном режиме при отключении одного из трансформаторов 1,4 S. 1, , ква > ном тр 0 k Sмак 0,710596, кВА 1 ) Коэффициент загрузки n тр. S S мак ном. тр ,9 0, Проверяем установленную мощность трансформатора в послеаварийном режиме при отключении одного из трансформаторов 1,4 Sном. 1, кВА > тр k Sмак 0,710596, кВА 1 Следовательно, выбранная мощность трансформаторов обеспечивает электроснабжение предприятия как в нормальном, так и в послеаварийном режимах.

48 Таблица 8 Параметры трансформаторов [6, стр. 07, табл. 5.1], [6, стр. 09, табл. 5.13], [6, стр. 1, табл. 5.17] S ном, U вн, U нн, Р хх, Q хх Р кз, Q кз U кз, I хх. Цена Тип ква кв кв квт квар квт квар % % руб. ТМН- 6,3 35,0 11,0 9, 56,7 46,5 47,5 7,5 0, /35 ТМН- 10,0 36,75 10,5 14,5 80,0 65,0 750,0 7,5 0, /35 6. Выбор сечения линии, питающей ГПП Выбор сечения линии производится для двух видов трансформаторов с последующим технико-экономическим сравнением двух вариантов. Выбор сечения провода проводится по экономической плотности тока ВЛЭП 35 кв, трансформаторы ТМН-6300/35 Расчетный ток на одну цепь I nтр S n 3 U тргпп расч 103, 9 ц ном Расчетный ток в послеаварийном режиме I nтр S n 3 U тргпп расч. п / ав 07, 8 ц ном где S тргпп — номинальная мощность трансформатора, ква; n тр — количество трансформаторов, шт; n ц — количество цепей питающей линии, шт Экономическое сечение F эк I i расч эк. 103,9 103,9 мм 1,0 где I эк =1,0 — нормированное значение экономической плотности тока с учетом числа часов использования максимальной нагрузки Из стандартного ряда сечений принимаем сталеалюминевый провод А А

49 АС 10/19 с I доп = 390 А [6, стр. 8, табл ] — Проверка по перегрузочной способности (в послеаварийном режиме при отключении одной из питающих линий) I расч. п/ ав 1.3 Iдоп 1, , 0А Проверка выполняется — Проверка по условию механической прочности: согласно ПУЭ, воздушные линии напряжением 35 кв и выше, сооружаемые на двухцепных опорах с применением сталеалюминевых проводов, должны иметь сечение не менее 10 мм. Таким образом, проверка выполняется. — Проверка по допустимой потере напряжения; L L U I I 390,055 38,5км L 103,9 доп доп U1% доп факт 1 расч Где U доп = 5 % — допустимое значение потери напряжения; L доп — допустимая длина питающей линии, км; L факт — фактическая длина питающей линии, км; L ΔU1% =,05 — длина линии при полной загрузке, на которой потеря напряжения равна 1%, [3, стр. 89, табл. П..7]. — Проверка на корону: для линии 35 кв не производится. Расчет по второму варианту сведем в таблицу 9. км Таблица 9 Определение суммарных приведенных затрат на сооружение ЛЭП, питающих ГПП Uном, кв Тр-тор Iрасч А Iрасч. п/ав, Fэк, мм Марка провода Iдоп, А 1,3 Iдоп, А Lдоп Км Lфакт км ТМН- 103,9 07,8 103,9 АС 10/19 390,0 507,0 38, /35 1 ТМН /35 165,0 39,9 165,0 АС 150/4 450,0 585,0 9,9

50 6.3 Определение суммарных приведенных затрат на сооружение воздушных линий электропередачи При определении суммарных приведенных затрат рассчитываются капитальные затраты и эксплуатационные расходы0 З ЛЭП = Е н.лэп К ЛЭП + Е н.об К об + С пот + С ам + С обсл Где К ЛЭП — капитальные затраты на сооружение ЛЭП, руб; К об — капитальные затраты на сооружение схемы, руб; С пот — стоимость годовых потерь электроэнергии в линии, руб; С ам — стоимость амортизационных отчислений, руб; С обсл — отчисления на обслуживание ВЛЭП, руб; E н.лэп = 0,15 — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений для линий электропередачи [5, стр. 76]. E н.об = 0,193 — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений для оборудования схемы [5, стр. 76]. При расчетах рационально учитывать повышающий зональный коэффициент на базисную стоимость электроэнергетических объектов. Для Сибири данный коэффициент [6, стр. 79, табл. 7.] γ = 1, Капитальные затраты на сооружение блочных и мостиковых схем указываются в целом с учетом затрат на выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели, трансформаторы тока и напряжения, разрядники, аппаратуру управления, сигнализации, релейной защиты и автоматики, а так же строительные конструкции, фундаменты и соответствующие строительно-монтажные работы. ВЛЭП 35 кв, трансформатор а ТМН-6300/35 Капитальные затраты на сооружение линии К ЛЭП = А L γ = = руб. где А — капитальные затраты на строительство одного километра воздушной линии [6, стр. 8, табл. 7,5], руб. Капитальные затраты на сооружение схемы

51 К об = В γ = ,0 1, = ,0 руб. где В капитальные затраты на сооружение схемы [6, стр. 91, табл. 7.15],руб. Стоимость годовых потерь электроэнергии в линии С пот = n ц ΔР руд k з L мак ΔC э = n ц ΔР руд ( 103, 9 = 140 ( ) ,9 0,16=1966,7 руб/год. 390 где k з — коэффициент загрузки линии по току; ΔC э — стоимость одного квт ч электроэнергии, руб/(квт ч); I I расч доп ) L мак ΔC э = ΔР руд — удельные потери в линии при номинальной загрузке [3, стр. 89, табл. П..7], квт/км Стоимость амортизационных отчислений С ам = Е ам.лэп К ЛЭП + Е ам. об К об = 0, ,0 + 0, ,0 = ,7 руб/год. где E ам.лэп, E ам.об нормы ежегодных отчислений на амортизацию линии и оборудования схемы [6, стр. 58, табл. 6.1]. Отчисления на обслуживание ВЛЭП С обсл = Е обсл.лэп К ЛЭП + Е обсл.об К об = 0, ,0 + 0, ,0 = 14304,7 руб/год. где E обсл.лэп, E обсл.об нормы ежегодных отчислений на обслуживание линии и оборудования схемы [6, стр. 58, табл. 6.1]. Суммарные приведенные затраты З ЛЭП = Е н.лэп К ЛЭП + Е н.об К об + С пот + С ам + С обсл = 0, , , , ,7 = ,06 руб/год. Расчет по другой линии сведем в таблицу 10.

52 Таблица 10 Определение суммарных приведенных затрат на сооружение линии, питающей ГПП Uном, кв Тр-тор Марка провода ТМН- АС 6300/35 10/19 35 ТМН- АС 10000/35 150/4 k з К ЛЭП К об С пот С ам С обсл З ЛЭП Руб Руб руб/год руб/год руб/год руб/год 0, , , , ,06 0, , , , , Определение суммарных приведенных затрат на установку силового оборудования Суммарные приведенные затраты на установку силового оборудования определяются из выражения З об = Е н.об К тр + С пот + С ам + С обсл где К тр капитальные затраты на установку одного трансформатора [6, стр. 93, табл. 7.17], руб. С пот стоимость годовых потерь электроэнергии в трансформаторах, С ам стоимость амортизационных отчислений, руб; С обсл отчисления на обслуживание трансформаторов, руб; Е н.об =0,193 нормативный коэффициент эффективности капиталовложений для оборудования схемы [5, стр. 76]. Трансформатор ТМН-6300/35 Капитальные затраты на установку трансформаторов К тр =К n тр γ = , = руб Приведенные потери мощности в трансформаторах ΔP хх = ΔP хх + k эк ΔQ хх = 9, + 0,07 56,7 = 13, квт ΔP кз = ΔP кз + k эк ΔQ кз = 46,5 + 0,07 47,5 = 79,6 квт Где k эк экономический эквивалент реактивной мощности, коэффициент, который учитывает потери активной мощности, связанные с производством и распределением 1 квар реактивной мощности, квт/квар [8].

Стоимость годовых потерь электроэнергии в трансформаторах

53 С пот = n тр ( ΔP хх Tвкл + β ΔP кз τ мак ) ΔСэ = ( 13, ,84 79, ) 0,16 = 16035,4 руб/год Стоимость амортизационных отчислений С ам = Е ам К тр = 0, ,0 = , руб/год Где Е ам нормы ежегодных отчислений на амортизацию силового оборудования [6, стр. 58, табл. 6.1]. Отчисления на обслуживание трансфрматоров С обсл = Е обсл К тр = 0, ,0 = 48036,0 руб/год Где Е обсл нормы ежегодных отчислений на обслуживание трансформаторов [6, стр. 58, табл. 6.1]. Суммарные приведенные затраты З тр = Е н.об К тр + С пот + С ам + С обсл = 0, , , , ,0 = ,4 руб/год Расчет по другим трансформаторам сведем в таблицу 11. Таблица 11 Определение суммарных приведенных затрат на установку силового оборудования Uном, кв 35 Тр-тор ΔP’ хх, ΔP’ кз, К тр, квт квт Β руб/год С пот С ам С обсл, З тр, руб/год руб/год руб/год руб/год ТМН- 6300/35 13, 79,6 0, , , , 48036, ,4 ТМН /35 0,1 117,5 0, , , , , ,3

54 6.5 Технико-экономическое сравнение вариантов Для удобства сравнения сведем результаты техника-экономических расчетов в таблицу 1. Таблица 1. Uном, кв Тр-тор Марка провода З, руб/год 35 ТМН-6300/35 АС 10/ ,46 ТМН-10000/35 АС 150/ ,46 Исходя из сравнения расчетов, можно сделать вывод, что по приведенным затратам наиболее целесообразен вариант с трансформаторами мощностью 6300 ква.

55 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Внутризаводское электроснабжение Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

56 7 Схема внутризаводской сети 7.1 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов При установке на крупных промышленных предприятиях группы цеховых трансформаторов их номинальная мощность определяется плотностью нагрузки и выбирается, одинаковой для всей группы. Удельная плотность нагрузки [, стр. 8, табл. 5.1] F S н p цехов кВА / м Где F цехов площадь всех цехов предприятия, м. Принимаем трансформатор S ном = 1600 ква Таблица 13 — Данные выбранного трансформатора S ном, U вн, U нн, Р хх, Р кз, U кз, I хх. Тип ква кв кв квт квт % % ТМ 1600/ ,4, ,5 1,3 Минимально возможное число цеховых трансформаторов n P н p 810,3 тр. 0 тр * Sном. тр 0,7* шт. принимаем n тр =8 шт. Активная нагрузка на один трансформатор н Pp 810,3 P квт. n 8 тр Число трансформаторов для установки в цехах предприятия (цех ) н Pp 99 nтр. i 0,097 шт. Р Нагрузки цехов объединяются таким образом, чтобы трансформаторные подстанции были загружены оптимально, а количество трансформаторов было в пределах расчетного числа трансформаторов. Результаты расчетов располагаются в таблице 14.

57 Таблица 14 Число трансформаторов в цехах предприятия Наименования цехов Pр+Pр.о, квт Количество тр-ов ni, шт. 1 Ремонтно-строительный цех 163,1 0,161 Энергосиловой цех 99,0 0,098 3 АБК-3 11,3 0,111 4 Ремонтно-механический цех 195,505 0,17 5 Насосная станция 6,6 0,06 6 Компрессорная 394,7 0,389 7 Транспортный цех 79,1 0,078 8 Котельная 17,3 0,15 9 Литейный цех 017,3 1, Инструментальный цех 93,4 0,89 11 АБК- 10,0 0,100 1 АБК-5 401,6 0, ТПА 588,1 0, ТГЦ 148,0 1,30 15 ЦЕХ-5 359,3 0, ЦЕХ- 509,3 0,50 17 Склад готовой продукции 80,5 0, АБК 1,6 0,01 19 Заводоуправление 303, 0,99 На основании расчетов и группирований нагрузок на генплане предприятия производим расстановку цеховых трансформаторных подстанций, таблица 15, рисунок 8.

58 Таблица 15 Распределение электрических нагрузок по пунктам питания Наименование пункта питания и количество трансформаторов Потребители энергии (номер по генплану) Суммарная Потребители энергии мощность, квт Место расположения на генплане ТП 4 1 транс. 1,,3,4,7 800, Цех 4 ТП 14 транс. 13,14 407,8 Цех 14 ТП 15 транс. 5,6,8,10,15,16 14, Цех 15 ТП 9 транс. 9 34,1 Цех 9 ТП 1 1 транс. 11,1,17,18, ,8 Цех ТП4 4 Масштаб 1: м 6 РУ ТП9 ТП14 ТП ГПП 17 — Двух трансформаторная подстанция — Распредилительное устройство 0,4 кв 18 1 ТП1 РУ — Одно трансформаторная подстанция — Распредилительное устройство 10 кв 11 Рисунок 8 — Предварительное размещение трансформаторных подстанций.

59 7. Выбор сечений кабельных линий сети 10 кв и 0,4 кв При построении схемы внутризаводского электроснабжения промышленных предприятий необходимо учитывать специфические особенности некоторых предприятий, такие как наличие высоковольтных потребителей электроэнергии и электроприёмников с резкопеременным графиком нагрузки. Так как на заводе имеются высоковольтные потребители электроэнергии на номинальное напряжение 10 кв, следовательно, номинальным напряжением внутризаводской сети будет напряжение 10 кв. На стороне 10 кв ГПП принята одинарная система шин, секционированная вакуумным выключателем с устройством АВР, комплектное оборудование установлено в закрытом помещении (ЗРУ), которое выполнено по типу комплектного распределительного устройства. Распределительная сеть по территории завода выполняется трёхжильными бронированными кабелями с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией, с прокладкой в траншеях (коэффициент прокладки К пр = 0,9, так как в каждой траншеи находится по два кабеля [9, табл.7-16]).

Сечения кабельных линий будем выбирать по экономической плотности тока. Расчетный ток определяем на одну линию: I р S p 3U н Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчетный ток должен соответствовать условиям нормальной работы. Расчетным током линии для питающих цеховых трансформаторов, преобразователей и трансформаторов электропечей является их номинальный ток, независимо от фактической нагрузки. Выбранное сечение проверяется по допустимой нагрузке из условий нагрева в нормальном режиме и с учётом допустимой перегрузки в после аварийном режиме. Для загруженных и длинных линий проведём проверку выбранного сечения по допустимой потере напряжения.

60 ГПП ТП4 (Л-1): Расчетный ток на одну цепь I р = S н.тр /( 3 U н ) I р = 1600/( 3 10) = 9,5 А где S н.тр — номинальная мощность цехового трансформатора, ква; U н номинальное напряжение, кв; Экономическое сечение при работе предприятия с Tmax > 5000 час/год и питании кабелями с алюминиевыми жилами определяется для экономической плотности тока j эк = 1, А/мм [1, стр. 7, табл. 3.16] F эк = I р / i эк F эк = 9,5/1, = 77 мм Намечаем кабель ближайшего стандартного сечения марки АСБ F = 70 мм I доп = 165 А 9, табл.7-13 Выбранное сечение проверяется по допустимой нагрузке из условий нагрева в нормальном режиме. I доп = К пр I доп = 0,9 165 = 148,5 А где К пр =0,9 — коэффициент прокладки, при прокладке кабельных линий в траншеях; Проверяем: I доп I р 148,5 А 9,5 А выполняется; Выбранное сечение проходит по результатам проверки. Принимаем кабель марки АСБ-(3×70).

ГПП ТП14 (Л-): Расчетный ток на одну цепь I р = S н.тр /( 3 U н ) I р = 1600/( 3 10) = 9,5 А где S н.тр — номинальная мощность цехового трансформатора, ква;

61 U н номинальное напряжение, кв; Расчетный ток в послеаварийном режиме I р. п/ав = n тр S н.тр /( 3 U н ) I р. п/ав = 1600/( 3 10) = 184,9 А где S н.тр — номинальная мощность цехового трансформатора, ква; U н номинальное напряжение, кв; n тр количество трансформаторов. Экономическое сечение при работе предприятия с Tmax > 5000 час/год и питании кабелями с алюминиевыми жилами определяется для экономической плотности тока j эк = 1, А/мм [1, стр. 7, табл. 3.16] F эк = I р. п/ав / i эк F эк = 184,9/1, = 154 мм Намечаем кабель ближайшего стандартного сечения марки АСБ F = 150 мм I доп = 75 А 9, табл.7-13 Выбранное сечение проверяется по допустимой нагрузке из условий нагрева в нормальном режиме. и с учётом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме I доп = К пр I доп = 0,9 75 = 47,5 А где К пр =0,9 — коэффициент прокладки, при прокладке кабельных линий в траншеях; 1,3 I доп = 1,3 47,5 = 31,7 А Проверяем: I доп I р. п/ав 47,5 А 184,9 А выполняется; 1,3 I доп I р. п/ав 31,7 А 184,9 А выполняется Выбранное сечение проходит по результатам проверки. Принимаем кабель марки АСБ-(3×150).

62 ГПП РУ (Л-6): Расчетный ток на две цепи для высоковольтного электроприемника второй категории 10 кв. I рас n лин Р 3 U ном ном ,6A cos где Р ном — номинальная мощность двигателя, квт. n лин количество линий. Расчетный ток в после аварийный режим на одну цепь. I 3 U Р cos 100 ном рас. п / ав. ном A где Р ном — номинальная мощность двигателя, квт. Экономическое сечение при работе предприятия с Tmax > 5000 час/год и питании кабелями с алюминиевыми жилами определяется для экономической плотности тока jэк = 1, А/мм [1, стр. 7, табл. 3.16] F эк = I р. п/ав. / i эк Fэк = 69.3/1. = 57,75 мм Намечаем кабель ближайшего стандартного сечения марки АСБ F = 50 мм I доп = 140 А [9, табл.7-13] Выбранное сечение проверяется по допустимой нагрузке из условий нагрева в нормальном режиме I доп = К пр I доп = = 16 А где К пр =0,9 — коэффициент прокладки, при прокладке кабельных линий в траншеях; К пр =1,0 — коэффициент прокладки, при прокладке кабельных линий в лотках; Проверка: I доп > Iр 16 А > 57,75 А выполняется;

63 Выбранное сечение проходит по результатам проверки. Принимаем кабель марки АСБ-(3×50).

Окончательные сечения кабелей будет принято после расчета токов КЗ, и расчета минимально допустимого термически стойкого сечения. Следующие расчеты сведем в табл. 16. Таблица 16 — Выбор сечений кабельных линий сети 10 кв линии Назначение линии Количество линий Расчетная нагрузка на один кабель Iр, А Iавар А Длина линии l, км Способ прокладки Поправочный коэффициент прокладки кабеля Марка и сечение кабеля, F,мм Iдоп, А Допустимая нагрузка на один кабель В нормальном режиме I / доп, А В аварийном режиме 1,3 I / доп, А Л-1 Л- Л-3 Л-4 Л-5 ТП4 ГПП- ТП14 ГПП- ТП15 ГПП- ТП9 ГПП- ТП1 1 9, ,399 Траншея 0,9 9,5 184,9 0,10 0,9 9,5 184,9 0,8 0,9 9,5 184,9 0,480 0,9 1 9, ,171 0,9 (370) (3150) (3150) (3150) ГПП- АСБ- АСБ- АСБ- АСБ- АСБ- (370) , ,5 31, ,5 31, ,5 31, ,5 — Л-6 ГПП РУ 69,3 57,75 0,61 1,0 АСБ- (350) Пример выбора кабельной линии 0,4 кв. питающие цеха. I S pаа. цеха рас 391, 9 3U ном 57,7 1,73 0,38 Намечаем выбор кабеля марки АПвБбШнг (4х40) I 398А А доп

64 Проверка выбранного кабеля по нагреву расчетным током I 398А I 391,9 А доп р Принятый кабель проходит по результатам проверок. Результаты расчетов сведены в таблицу 17 Таблица 17 — Выбор сечений кабельных линий сети 0,4 кв Цеха S р, ква I рас, А I доп, А Марка Кабеля 1 57,7 39,0 398 АПвБбШнг (4х40) 15,1 190,3 0 АПвБбШнг (4х95) 3 15,6 191,1 0 АПвБбШнг (4х95) 5 77,1 117,3 118 АПвБбШнг (4х35) 6 491, 747, 398 АПвБбШнг 4(4х40) 7 97,0 147,6 180 АПвБбШнг (4х70) 8 155,9 37,1 55 АПвБбШнг (4х10) , 58,8 95 АПвБбШнг 4(4х150) ,4 177,1 180 АПвБбШнг (4х70) 13 77,9 1175,7 398 АПвБбШнг 6(4х40) ,9 99,3 338 АПвБбШнг 6(4х185) 17 98, 149,4 180 АПвБбШнг (4х70) 18 14,7,3 54 АПвБбШнг (4х10) ,3 514,6 95 АПвБбШнг (4х150)

65 1 3 ТП4 4 Масштаб 1: м ТП9 ТП14 ТП ГПП ЛЭП 35 кв от ПС «Южная» 1 км — Кабельная линия 10 кв — Двух трансформаторная подстанция — Распредилительное устройство 0,4 кв 1 ТП1 — Кабельная линия 0,4 кв — Одно трансформаторная подстанция — Распредилительное устройство 10 кв 11 Рисунок 9 — Схема внутризаводской распределительной сети

66 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

67 8 Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В Расчет токов короткого замыкания как во время проектирования системы и элементов электроснабжения, так и при анализе роботы системы преследует две цели: 1. Определение максимально возможных токов КЗ для проверки проводников и аппаратов на термическую и электродинамическую стойкость во время КЗ, а так же выбор средств по ограничению токов КЗ или времени их действия.. Определение минимально возможных токов КЗ для проверки чувствительности релейной защиты. Расчёт токов КЗ производится исходя из следующих положений: все источники, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, включены параллельно и работают с номинальной нагрузкой; синхронные машины имеют устройства АРН и устройства быстродействующей форсировки возбуждения; ЭДС всех источников питания совпадают по фазе; расчётное напряжение каждой ступени принимается на 5% выше номинального напряжения сети; учитывается влияние на токи КЗ присоединённых к данной сети синхронных и асинхронных электродвигателей, синхронных компенсаторов. Влияние АД не учитывается: при единичной мощности АД до 100 квт, если при любой мощности АД отделены от места КЗ двумя или более ступенями трансформации, если ток от АД может поступать к месту КЗ через те же элементы, через которые проходит основной ток КЗ от сети, и если сопротивление этих элементов (линий, трансформаторов и т. п.) велико. При расчёте токов КЗ в сетях выше 1 кв учитывается индуктивное сопротивление элементов сети: ЭД, трансформаторов, реакторов, воздушных и кабельных линий, токопроводов. Активное сопротивление учитывается для воздушных ЛЭП с малым сечением проводов и стальными проводами, а так же для кабельных линий большой протяженности с малым сечением жил. Целесообразно учитывать активное сопротивление, если r / 3, где сум x сум

68 r сум, x сум — суммарные активные и реактивные сопротивления сети от источника питания до места КЗ. Все электрические аппараты и токоведущие части электроустановок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключить их разрушение при прохождении по ним наибольших из возможных токов КЗ, в связи, с чем возникает необходимость расчета этих величин. Расчет токов КЗ ведем в относительных единицах. Для этого все расчетные данные приводятся к базисному напряжению и базисной мощности. Для расчетов токов КЗ составляют расчетную схему системы электроснабжения и на её основе схему замещения. Расчетная схема представляет собой упрощенную однолинейную схему, на которой указывают все элементы системы электроснабжения и их параметры, влияющие на ток КЗ. Здесь же указывают точки, в которых необходимо определить ток КЗ. Расчет токов КЗ ведем на участке: Система ГПП ТП1. Для расчета токов КЗ составляем расчетную схему. Рисунок 10 — Расчетная схема

69 Рисунок 11 — Схема замещения Примем, что система бесконечной мощности, следовательно, сопротивление системы равно нулю. S с =, Z = X с = X 1 = S б /S с = 0 Принимаем за базисные напряжения: U бi = 37 кв; U бii = 10,5 кв. Принимаем базисную мощность: S б = 100 МВА Находим базисные токи: Sб 100 I б1 1, 56 ка ; 3 U 3 37 I бi Sб 100 5, ка; 3 U 3 10,5 бii 5 бii Для генераторов, трансформаторов, высоковольтной линии, как правило, учитываются только индуктивные сопротивления. Целесообразно учитывать активные сопротивления, если RΣ > XΣ / 3. Определяем сопротивления элементов: Для воздушной линии: Z S 100,3911 0,08 [ о..] 37 Б X X 0 L 0 е ВЛ U Б где: X о = 0,391 Ом/км удельное индуктивное сопротивление провода марки АС-10/19 [9, табл. 7-35] Для трансформатора марки ТДН-6300/35: Z U K % S 100 S 7, ,19 [ о..] 100 6,3 б 3 X 3 е ТР Н. ТР

70 Для кабельной линии КЛ1 АСБ-(3×70): X R Z X S L 100,034 0,399 10,5 Б е КЛ1 U Б R S L 100,17 0,399 10,5 0,01 [ о..] Б e КЛ1 U Б 0,061 [ o..] 4 R4 X 4 0,061 0,01 e кл1 кл1 кл1 0,06 [ o..] где: X о = 0,034 Ом/км удельное индуктивное сопротивление кабеля марки АСБ-(3×70) [9, табл. 7-4]; R о = 0,17 Ом/км удельное активное сопротивление кабеля марки АСБ- (3×70) [9, табл. 7-4]. Для кабельной линии КЛ АСБ-(3×50): X R Z X S L 100,090 0,61 10,5 Б е КЛ U Б R S L 100,60 0,61 10,5 0,01 [ о..] Б e КЛ U Б 0,146 [ o..] 5 R5 X 5 0,146 0,01 e кл1 кл1 кл1 0,158 [ o..] где: X о = 0,090 Ом/км удельное индуктивное сопротивление кабеля марки АСБ-(3×50) [9, табл. 7-4]; R о = 0,60 Ом/км удельное активное сопротивление кабеля марки АСБ- (3×50) [9, табл. 7-4]. Синхронный двигатель сопротивление одного двигателя Z X S 0, ,00 » d б 6 X 6СД е Рном 18,5[ о..] Определим, необходимо ли учитывать активное сопротивление линий: X = 0,08 + 1,19 + 0,01 + 0, ,5 = 19,50 [о.е.] R = 0, ,146 = 0,07[о.е.] Х 19,50 6,5 [ о. е.] R 0,07 [ о. е.] 3 3, следовательно, активное сопротивление линий при расчёте можно не учитывать.

71 Действующее значение тока КЗ в рассматриваемой точке: I К Z I Б где: Z кл — полное приведенное сопротивление от источника до точки КЗ Z X R Величина ударного тока определяется согласно формуле: i У К I У К где: К у ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Т а, апериодической составляющей времени тока КЗ, определяется по кривой, зависимости k уд = f (T a ).

В цепи, когда не учитывается активное сопротивление, т.е. К у = 1,8. Z Х По величине I к = I проверяют электрические аппараты и токоведущие части; по величине i У проверяются аппараты на динамическую стойкость. Расчет короткого замыкания для точки К1. Для точки К1: Эквивалентное сопротивление цепочки СД относительно точки К1 Z CД Z Z Z [ о..] е Эквивалентное сопротивление цепочки системы относительно точки К1 Z C Z 1 Z е [ о..] Результирующее сопротивление в точке К1 Z Z Z 19,08 0,08 0,07[ о..] 19,08 0,08 СД С 1 е ZСД ZС Действующее значение тока КЗ в точке К1 I I Z 1,56 Б К1 57, 7 1 0,07 ка Ударный ток КЗ в точке К1 iук1 КУ I К1 1,8 57,7 145, 3 ка

72 Для точки К: Z CД Z C Z Z Z [ о..] 6 5 е Z Z [ о..] 1 3 е Z Z Z [ о..] СД С е ZСД ZС I I Z 5,5 Б К 4. 8 К 1,14 ка iук К I 1, У К ка Для точки К3: Z CД Z C Z Z Z Z [ о..] е 1 Z Z3 Z4 Z5 е [ о..] Z Z Z [ о..] СД С 3 е ZСД ZС I Б 5,5 I К кА Z 1,334 i К К 3 I К 1,8 4.1 УК У ка Таблица 17 Результаты расчётов токов КЗ Точка КЗ Z I К, ка К У I у, ка K1 0,07 55,7 1,8 140,3 K 1,14 4,8 1, К3 1,334 4,1 1, Рассчитанное по экономической плотности тока сечение кабеля необходимо проверить на термическую стойкость при КЗ в начале линии. Условие проверки: F min F реал. Термически стойкое сечение равно: F min B C k I К t C np где: В к = I к t пр тепловой импульс тока КЗ, А с I к действующее значение тока КЗ на данном участке, ка

73 t пр = t в + t рз + T a = 0,1+1,+0,01 = 1,33 с время отключения КЗ; t в = 0,1 с полное время отключения выключателя ВВЭ-10-0/630; t рз = 1, с время действия основной защиты; T а = 0,01 с апериодическая составляющая затухания I к. С коэффициент, зависящий от допустимой температуры при КЗ и материала проводника для кабелей 10 кв с алюминиевыми жилами: С 85 А с мм 1/ По результатам расчетов токов КЗ проводим проверку выбранного сечения кабеля на участке ГПП ТП1, выполненной маркой АСБ-(3×70): Определяем термически стойкое сечение: F B I 4,8 10 1, k К np min 65, 1 мм ; C C t F min = 65,1 F реал = 70 мм. Выбранное сечение по термической стойкости проходит. Таким образом, сечения кабелей, питающие ТП5, принимаем равным 70 мм. Участок ГПП РУ 10 кв, выполненный маркой АСБ-(3×50): Определяем термически стойкое сечение: F B I 4, ,33 3 k К np min 55, 6 мм ; C C t Таким образом, сечения кабеля, питающих РУ 10 кв, принимаем равным 70 мм.

74 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Выбор и проверка электрических аппаратов в сети выше 1000 В Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

75 9 Выбор и проверка электрических аппаратов в сети выше 1000 В В системах электроснабжения могут возникнуть режимы, характеризующиеся тепловыми и механическими нагрузками, значительно превышающие нагрузки нормального режима работы и представляющие по этому опасность для элементов системы электроснабжения. Все оборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения должно быть устойчиво к токам КЗ и выбирается с их учетом. Для обеспечения надежной безаварийной работы расчетные значения должны быть меньше допустимых. Рассмотрим выбор выключателя и разъединителя на высокой стороне трансформатора ГПП. Намечаем к установке выключатель типа ВВУ-35-40/000 Параметры выключателя [9, стр. 630, табл. П4.4] номинальное напряжение U ном = 35 кв; номинальный ток I ном = 000 А; номинальный ток отключения I отк.ном = 40 ка; ток электродинамической стойкости I дин = 40 ка; пик тока электродинамической стойкости i дин = 100 ка; ток термической стойкости I тер = 40,0 ка; длительность протекания тока термической стойкости t тер = 3 с; полное время отключения выключателя t отк. в = 0,07 с. Проверка выключателя — по напряжению установки U уст U ном U ном = 35 кв = U уст = 35 кв где: U ном номинальное напряжение выключателя, кв U уст номинальное (установившееся) напряжение системы, кв. — по току I мак I ном I мак S р. ГПП 10596,9 173А < I ном =000А 3 U 3 35 ном — по отключающей способности I n,t I отк.ном I n,t = 6,3 ка < I отк.ном = 40 ка

76 — по электродинамической стойкости I п,0 I дин, i уд i дин I п,0 = 6,3 ка < I дин, = 40 ка, i уд = 6,3 ка < i дин = 100 ка;

• по термической стойкости Bк I тер t тер В к I п.0 (t р.з t откл.в Т а ) 6,3 (1, 0,07 0,00) 50, 7 ка с I тер t тер кА с В к 50,7кА с I тер t 4800кА с тер Выключатель проходит по результатам проверок. Намечаем к установке разъединитель типа РДЗ-35/1000 Параметры разъединителя [9, стр. 630, табл. П4.4] номинальное напряжение U ном = 35 кв;
• номинальный ток I ном = 1000 А;
• амплитуда предельного сквозного тока i пр.с = 63 ка;
• ток термической стойкости I тер = 5,0 ка;
• длительность протекания тока термической стойкости t тер = 4 с;
• Проверка разъединителя где:

• по напряжению установки U уст U ном U ном = 35 кв = U уст = 35 кв U ном номинальное напряжение выключателя, кв U уст номинальное (установившееся) напряжение системы, кв. — по току I мак I ном I мак 173А<
• I ном =1000А — по электродинамической стойкости i уд i пр.с I уд = 14,3 ка <
• I пр.с = 63 ка — по термической стойкости B к I тер t тер В к 50,7кА с I тер t кА с Разъединитель проходит по результатам проверок. тер

77 Оборудование выбираем однотипное, т.е. все разъединители на высокой стороне будут одной марки и все выключатели на высокой стороне будут одной марки. Выбираем вводные, а также секционные выключатели и разъединители, выключатели и разъединители отходящих линий от ЗРУ-10 кв к цеховым понизительным подстанциям, а также вводных аппаратов распределительных устройств. В цеховых ТП выбираем типа КРУ. Выбор аппаратов производим по справочной литературе [9, табл. 5-1, табл. 5-5]. Вводная и секционная коммутационная аппаратура ЗРУ-10 кв: Расчётный ток с учётом перегрузки: I S тр н. тр Р 509, 8 3 U ном 1, Дальнейший расчет сведем в таблицу табл. 18. Таблица 18 Выбор выключателей и разъединителей А Паспортные данные Расчётные данные Выключатель: ВВУ-35-40/000 Разъединитель РДЗ-35/1000 U уст = 35 кв U ном = 35 кв U ном = 35 кв I мак = 173 А I ном = 000 А I ном = 1000 А I n.t = 6.3 ка I отк.ном = 40 ка — I n.0 = 6.3 ка I дин = 40 ка — i уд = 14.5 ка i дин = 40 ка I пр.с = 63 ка В к = 50.7 ка с I терм. t терм = 4800 ка с I терм. t терм = 500 ка с Расчётные данные Выключатель: ВВЭ-10-0/630 Разъединитель U уст = 10 кв U ном = 10 кв I р.мак = 509,8 А I ном = 630 А I n.t = 4,5 ка I откл.ном = 0 ка Используется выкатная I n.0 = 4,5 ка I дин = 0 ка тележка i уд = 0,78 ка i дин = 5 ка В к = 6,93 ка с I терм. t терм = 100 ка с

78 9.1 Выбор трансформаторов тока Трансформаторы тока предназначены для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а так же для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению, номинальному первичному току и проверяются по электродинамической и термической стойкости к токам короткого замыкания. Особенностью выбора трансформаторов тока является выбор по классу точности и проверка на допустимую нагрузку вторичной цепи. Основными приборами, которые подключаются к трансформаторам тока на понизительных подстанциях являются амперметры, ваттметры, варметры и счетчики активной и реактивной энергии [9, стр. 371, рис ; 9, стр. 36, табл. 4.11]. Нагрузка трансформаторов тока представлена в таблице 19 [9, стр. 635, табл. П.4.7]. Таблица 19 Данные по измерительным приборам Место установки Наименование прибора Тип Нагрузка, ВА А Б С Сторона ВН Амперметр Э 350 0, ,5 трансформатора Амперметр Э 350 0, ,5 Итого: 1, ,0 Амперметр Э ,5 — Сторона НН Ваттметр Д 335 0, ,5 трансформатора Варметр Д 335 0, ,5 Счетчик W СЭТ-4ТМ,5 —,5 Счетчик V СЭТ-4ТМ,5 —,5 Итого: 6,0 0,5 6,0 Пример выбора тр. — тока на стороне ВН трансформатора ГПП. Из таблицы 19 видно, что наиболее загружены фазы А и С. Для них ведем расчет.

79 Намечаем к установке трансформатор тока типа ТФЗМ35 Параметры трансформатора тока [8, стр. 95, табл. 5-9] номинальное напряжение U ном = 35 кв; номинальный ток I ном = 00 А; вторичный номинальный ток трансформатора тока I = 5 А; ток электродинамической стойкости i дин = 4 ка; ток термической стойкости I тер = 10,5 ка; длительность протекания тока термической стойкости t тер = 3 с; вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока Z ном = 1, Ом; класс точности 0,5. — проверка трансформатора тока по напряжению установки U уст U ном U уст = 35кВ = U ном = 35 кв — проверка трансформатора тока по току I мак I ном I мак S р. ГПП 10596,9 173А < I ном =00А 3 U 3 35 ном — проверка трансформатора тока по вторичной нагрузке Z Zном Общее сопротивление приборов, подключенных к трансформатору S 1 5 приб тока r 0,04 Ом. приб I где S приб мощность потребляемая приборами (таблица 19).

I номинальный ток вторичной обмотки. Допустимое сопротивление проводников r пр. доп Z ном rприб rк 1, 0,04 0,10 1,06Ом. где r к сопротивления контактов (0,05 Ом при двух-трех приборах; 0,1 Ом при большем количестве приборов) [9, стр. 374]. Для присоединения приборов к трансформаторам тока используем кабель с алюминиевыми жилами. Расчетное сечение кабеля q расч I r пр пр 0,0815 0,40 Ом. 1,06 где ρ = 0,083 Ом/мм удельное сопротивление алюминиевого провода

80 [9, стр. 374]; l пр = 15 м длина провода [9, стр. 375]. Принимаем кабель марки АКРВГ сечением q = 4 мм [9, стр. 375]. Тогда сопротивление кабеля r пр I q пр 0,0815 0,106 Ом. 4 Тогда вторичная нагрузка трансформатора тока Z r r r r ,46 Ом. приб пр к — проверка трансформатора тока на электродинамическую стойкость i уд i пр.с, i уд =14,3 ка < i дин = 4 ка — проверка трансформатора тока на термическую стойкость B к I тер t тер В к тер 8 50,7кА с I тер t 10, , ка с Трансформатор тока проходит по результатам проверок. Трансформатор тока на низкой стороне трансформатора ГПП производится аналогично. Поэтому дальнейшие расчеты сведем в таблицу 0. Таблица 0 Выбор трансформаторов тока в цепях трансформатора ГПП Тип ТТ Расчетные данные Каталожные данные U уст = 10 кв U ном = 10 кв ТА1 I мак = 509,8 А I ном = 57,3 А ТШЛ 10 r = 0,375Ом Z ном = 0,800 Ом Сторона НН i уд = 11,4 ка Не проверяется трансформатора В к = 10,4 ка с В к = ка с ТА ТФЗМ35 Сторона ВН трансформатора U уст = 35 кв U ном = 35 кв I мак = 173 А I ном = 00 А r = 0,46Ом Z ном = 100 Ом i уд = 14,5 ка I уд = 4 ка В к = 10,4 ка с В к = ка с

81 9. Выбор трансформаторов напряжения Условия выбора трансформаторов напряжения: 1. По первичному номинальному напряжению, U уст U н.тн ;. По типу и схеме соединения обмоток; 3. По погрешности NТН N ; доп 4. По вторичной нагрузке. На каждой секции шин ГПП устанавливается трехфазный трёхобмоточный трансформатор напряжения марки НТМИ Вторичная обмотка, соединённая в звезду используется для измерительных приборов, а к обмотке, соединённой в разомкнутый треугольник присоединяется реле защиты от замыкания на землю. Во вторичную обмотку трансформатора напряжения включают: ваттметр, вольтметр, счётчики активной и реактивной энергии и варметр. Данные по приборам занесём в табл. 1. Таблица 1 Данные по измерительным приборам Место Установки Сторона ВН Трансформатора Наименование прибора Тип Sн, ВА Число катушек сos Число приборов Потребляемая мощность Р, Вт Q, ВАр Вольтметр Э-335, ,0 0 Вольтметр Н ,0 0 Частотометр Н-397 7, ,0 0 Итого: 19 0 Вольтметр Э-335, ,0 0 Ваттметр Д-335 1,5 1 3,0 0 Сторона НН Трансформатора Варметр Д-335 1,5 0,38 1 3,0 0 Счетчик W СЭТ-4ТМ 0, ,18 0 Счетчик V СЭТ-4ТМ 0, ,18 0 Итого: 10,4 0

82 а) Выбор трансформаторов напряжения на стороне НН трансформатора. Намечаем установку трансформатора напряжения типа НТМИ-10 Параметры трансформатора напряжения номинальное напряжение U ном = 10 кв; номинальная мощность S ном = 10 В А; класс точности 0,5. — проверка трансформатора напряжения по напряжению установки U уст U ном U уст = 10 кв = U ном = 10 кв;

• проверка трансформатора напряжения по вторичной нагрузке S S ном Вторичная нагрузка трансформатора напряжения из таблицы 1. S P Q 10,4 0 10, 4 ВА <
• S ном = 10 ВА Трансформатор напряжения проходит по результатам проверок. б) Выбор трансформаторов напряжения на стороне ВН трансформатора. Намечаем установку трансформатора напряжения типа ЗНОМ-35 Параметры трансформатора напряжения номинальное напряжение U ном = 35 кв;
• номинальная мощность S ном = 150 В А;
• класс точности 0,5. — проверка трансформатора напряжения по напряжению установки U уст U ном U уст = 35 кв = U ном = 35 кв — проверка трансформатора напряжения по вторичной нагрузке S S ном Вторичная нагрузка трансформатора напряжения из таблицы 1. S P Q ВА <
• S ном = 150 ВА Трансформатор напряжения проходит по результатам проверок. Для соединения трансформаторов напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКРВГ с сечением жил q= 4мм по условию механической прочности [9, стр. 375].

83 9.3 Расчет сборных шин 10кВ и ТСН Выбираем шины в цепи трансформатора ТМН 6300/35 со стороны низкого напряжения 10,5 кв. Определяем расчетные токи продолжительных режимов: I I I S ном. Т норм ном. Т 346, 8 3 U ном ,5 1,3 I. 1,3 346,8 468, мак ном Т 18 Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как шинный мост, соединяющий трансформатор с КРУ, небольшой длины и находится в пределах подстанции. Принимаем однополосные шины 1(40х4) см ; I доп = 480 А По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят проверку: I мак = 468,18 А < I доп = 480 А На подстанциях соединение силового трансформатора с РУ 10 кв. выполняется шинным мостом. Жесткие шины крепятся на штыревых изоляторах, установленных на металлических и железобетонных конструкциях. Достоинство такого соединения простота, а при небольшой длине надежность и экономичность. А А Рисунок 1 Шинный мост между трансформатором и ЗРУ 10 кв. 1- Шины. — Компенсаторы.

84 ТСН-Трансформатор собственных нужд. Приемниками электроэнергии собственных нужд (СН) подстанций являются: устройства обогрева шкафов распределительных устройств с установленными в них аппаратами и приборами; электрическое освещение и отопление помещений и освещение территории подстанций. Наиболее ответственными приемниками СН являются устройства системы управления, релейной защиты, сигнализации, автоматики и телемеханики. От этих приемников СН зависит работа основного оборудования подстанций, прекращение их питания даже кратковременно приводит к частичному или полному отключению подстанции. Для ГПП 35 кв. с трансформаторами ТМН 6300/35 типовым решением питания всех вторичных цепей от трансформатора собственных нужд 10/0,4 мощностью 63кВА.

85 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Электроснабжение ремонтномеханического цеха Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

86 10 Электроснабжение ремонтно-механического цеха Электроснабжение цеха выполняется в следующей последовательности: 1. Приемники цеха запитываются от распределительного устройства, выбирается схема и способ прокладки питающей сети цеха (от ТП до РП).

Принятая схема питающей сети должна обеспечивать требуемую степень надежности питания приемников и требуемую по технологическим условиям гибкость и универсальность сети в отношении присоединения новых приемников и перемещения приемников по площади цеха. Выбор способа прокладки питающей сети производится с учетом характера окружающей среды и возможных условий места прокладки.. Производится выбор сечений питающей сети по длительно допустимой токовой нагрузке из условия нагрева и проверка их по потере напряжения. 3. Производится выбор силовой распределительной сети и аппаратов защиты управления цеха. 4. Для участка цеховой сети (от вводного автомата на подстанции до самого мощного или наиболее удаленного электроприемника строится карта селективности действия аппаратов защиты. 5. Производится расчет питающей и распределительной сети по условиям допустимой потере напряжения. Производится построение эпюр отклонения напряжения на участке линии от шин ГПП до зажимов наиболее удаленного электроприемника или наиболее мощного от цеховой ТП. Эпюры строятся для режимов максимальной и минимальной нагрузок, а в случае двухтрансформаторной подстанции и для послеаварийного режима. 6. Производится расчет токов КЗ для участка цеховой сети от ТП до наиболее мощного электроприемника цеха. Полученные данные наносятся на карту селективности действия аппарата защиты.

87 10.1 Выбор схемы электроснабжения цеха Внутрицеховое электроснабжение будем осуществлять по радиальной схеме, так как она является наиболее надёжной. В качестве защитных аппаратов будем применять автоматические выключатели с устройствами, обеспечивающими автоматическое отключение автомата при КЗ в сети, и магнитные пускатели с тепловыми реле для защиты от токов перегрузки. Согласно выбранной схеме электроприёмники будут запитаны от РП, укомплектованных автоматическими выключателями. 10. Выбор сечений питающей сети и аппаратов защиты Условия выбора автоматических выключателей: В качестве аппаратов защиты принимаем автоматические выключатели серии ВА с электромагнитным расцепителем для защиты линии от токов КЗ и тепловым для защиты от перегрузки. Эти автоматы просты в эксплуатации, малогабаритны, достаточно надежны и имеют достаточно много уставок для обеспечения требуемой селективности. Для питания распределительных пунктов и отдельных электроприемников принимаем кабель марки АВВГ с прокладкой на лотках по стенам. Питание осуществляем по радиальным линиям. Условия выбора выключателей 1. По нагреву расчетным током нагрузки: I ном.ав I ном.расц 1,1 I дл ;. По условию перегрузки пусковым током: I кз 1,5 I пуск для одного ЭП; I кз 1,5 I пик для группы ЭП; I кз K I ном.расц для группы ЭП (K = I кз /I ном.расц ), где I дл = I ном для одного ЭП; I дл = I р для группы ЭП; I ном.ав номинальный ток автомата;

88 I ном.расц номинальный ток расцепителя; I р расчетный ток группы ЭП; K кратность отсечки; I пик = I max.пуск + (I р I max.ном K и ) пиковый ток; I max.пуск пусковой ток двигателя (или трансформатора) наибольшей мощности в данной группе ЭП; I max.ном номинальный ток двигателя (или трансформатора) наибольшей мощности в данной группе ЭП; I кз номинальный ток срабатывания уставки в зоне КЗ. Выбор сечений питающей линий производится по длительно допустимой токовой нагрузке из условия нагрева. Линии, питающие распределительные пункты, проверяются по допустимой потере напряжения. Сечения кабелей согласовываются с действием аппаратов защиты. Кабель АВВГ это кабель с алюминиевми жилами с внутренней и внешней изоляцией из поливинилхлоридного пластика (ПВХ), без дополнительного защитного покрова. Кабель данной марки не распространяет горения при одиночной прокладке и предназначен для прокладки в сухих и влажных производственных помещениях (не рекомендуется для прокладки в траншеях).

Условие выбора проводников [4, стр. 53]: 1. По нагреву расчетным током нагрузки: I доп I м / k прокл ;. Согласование с аппаратом защиты: I доп k з I з / k прокл ; 3. По допустимой потере напряжения: ΔU р% = ΔU 0 I м l, где k прокл = 1 (для нормальных условий) поправочный коэффициент на условие прокладки; k з кратность защиты (отношение длительно допустимого тока для кабеля к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата при перегрузке или КЗ) I з номинальный ток или ток уставки срабатывания защитного аппарата

89 ΔU 0 потеря напряжения в трехфазных сетях 380 В I м расчетный ток линии; l длина рассматриваемой линии. Примеры выбора аппаратов защиты и кабелей. а) Выбор вводного автоматического выключателя ТП1: Номинальный ток трансформаторов подстанции Пиковый ток подстанции I I I I 658,6 433,8 119, 973, А max ПР max ПР пик пуск ном. тр р п/ ст Выбираем к установке автомат марки ВА с параметрами Проверка выбранного автомата по нагреву расчетным токам Iтепл 3000А 1,1* I. 1,1*433,8 677,18 А; ном тр Проверка выбранного автомата по условию перегрузки пусковым током 1, 5 I 1, 5*973, 3716,5 А А. пик. ПС Коэффициент кратности тока срабатывания уставки, принимаем К= Номинальный ток срабатывания уставки в зоне КЗ I К * I * А 1, 5 I 3716,5 А э. о тепл пик. ПС Принятый автомат проходит по результатам проверок. б) Участок ТП-ПР-1. Расчетный и пиковый ток нагрузки ПР1 I р 119,5А, I 658,6 А пик Выбираем автоматический выключатель серии ВА ВА74-40 с параметрами

90 Проверка выбранного автомата по нагреву расчетным токам Iтепл 190А 1,1* I 1,1*119,5 131,5 А ; р Проверка выбранного автомата по условию перегрузки пусковым током 1, 5 I 1, 5*658,6 83, 5А пик Коэффициент кратности тока срабатывания уставки, принимаем К=4,5 Номинальный ток срабатывания уставки в зоне КЗ I К * I 4,5* А 1, 5 I 83, 5А э. о тепл пик. ПС Принятый автомат проходит по результатам проверок. Намечаем выбор кабеля марки АВВГ-(4 10) Проверка выбранного кабеля по нагреву расчетным током I 00А I 119,5А доп р Согласование с действием аппарата защиты Кз* Iз 1*190 Iдоп 00А 190А К 1 прокл Где: I з ток уставки срабатывания защитного аппарата, А; k прокл поправочный коэффициент на условие прокладки (для нормальных условий принимается равным 1); k з кратность защиты (отношение длительно допустимого тока для кабеля к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата при перегрузке или КЗ).

Проверка по допустимой потере напряжения ΔUр Δ U0 * Iр * L 0.15*119,5* % 5%

91 Где: L длина рассматриваемой линии, км. 5% допустимое значение потерь напряжения. ΔU 0 потеря напряжения в трехфазных сетях 380 В. Принятый кабель проходит по результатам проверок. Результаты расчетов сведены в таблицу Выбор автоматического выключателя для электроприемников. Все электрические сети должны иметь защиту от токов кз по возможности с наименьшим временем отключения и обеспечением селективности последовательно включенных аппаратов защиты. Защита при этом должна обеспечивать отключение аварийной линии при кз на любом её участке, включая и кз в конце линии. Обязательная защита от перегрузки согласно ПУЭ требуется для: сетей внутри помещений, выполненных открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией; осветительных сетей в жилых или общественных зданиях, в торговых помещениях, промышленных предприятиях, а так же в пожароопасных зонах; силовых сетей на предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка; проводников силовых, осветительных и вторичных цепей в сетях до 1 кв во взрывоопасных зонах классов В-I,В-Iа,В-II,В-IIа. В) Участок ПР1- Вытяжной вентилятор 6: P ном =5,5 квт; Iном 11,7 А I 58,5 А пуск Выбираем автоматический выключатель серии ВА13-9 Iном 63А I 16А тепл Проверка намеченного автомата по нагреву номинальным током I 6,3А 1,1* I 6,05А тепл ном

92 Проверка намеченного автомата по условию перегрузки пусковым током 1,5* I 1,5 58,5 87, 75А пуск Коэффициент кратности тока срабатывания уставки К 1,5* Iпуск 87, 75 5,4, принимаем К=6 I 16 тепл Номинальный ток срабатывания уставки в зоне КЗ I.. К I А 1,5 I 87, 75А ; э о тепл пуск Принятый автоматический выключатель серии ВА13-9 проходит по результатам проверки. Результаты расчетов сведены в таблицу 3.

93 Таблица Выбор марки и сечений проводников питающей сети, аппаратов защиты Автомат Кабель Участок 1,1*I р 1,5*I пик Способ прокладки К пр К Тип I доп Марка L cosφ ΔU 0 A A A — A — A A Км — % % ΔUр 1 Вводной выключатель ТП 0,4кВ. 677,1 3716,5 ВА ТП-Цех 4 3 ТП-ПР1 131,1 83,5 4,5 В лотках 668,8 1433,75 ВА ВА АВВГ (4 10) 0,055 0,54 0,15 0,46

94 Окончание таблицы 4 ТП-ПР 39,49 17,375 6 ВА АВВГ (4 10) 0,04 0,6,5,17 5 ТП-ПР3 31,9 183,5 5 ВА ТП-ПР4 3,78 333,65 10 ВА57-35 В лотках АВВГ (4 10) 0,036 0,6,5, АВВГ 0,057 0,59,5 3,95 (4 10) 7 ТП-ПР5 53,35 114,65 ВА АВВГ (4 5) 0,057 0,6 0,73 1,87

95 Таблица 3 Выбор распределительных пунктов, автоматов и кабелей Автомат Кабель Приемник Р ном I ном I пуск 1,1*Iном 1,5*Iпуск К пр К I тепл I о.э. Тип I доп Марка К з квт А А А А — А А — — А А ПР-1 ПР Резьбонарезной станок Станок с дисковой и отрезной пилой 3 Вытяжной вентилятор ,1 83,5 8, ВА ,0 1, АВВГ ,7 13,5 46,97 30,5 8, ВА ,0 1, АВВГ ,5 11,7 58,5 1,87 87,75 6, ВА13-9 1,0 1, АВВГ- 4 4 ПР- ПР Долбежный станок 7,5 1,3 106,5 3,43 159,75 8, ВА13-9 1,0 1,0 5 7 АВВГ- 4 4 Токарнофрезерный станок 10 8, ,4 13 8,0 31,5 5 ВА ,0 1,0 31,5 35 АВВГ- 4 6

96 Окончание таблицы 3 ПР-3 ПР Токарный станок 8,5 4, 11 6,6 181,5 6,0 31,5 189 ВА ,0 1,0 31,5 35 АВВГ- 4 6 ПР-4 ПР Кран балка 17 48,4 4 53, , ВА ,0 1, АВВГ- 4 5 Токарный станок 5,5 15, , , ВА13-9 1,0 1,0 0 7 АВВГ Вертикальносверлильный станок 4 Точильношлифовальный 4,5 1, , , ВА13-9 1,0 1,0 0 7 АВВГ ,5 15, , , ВА13-9 1,0 1,0 0 7 АВВГ- 4 4 ПР-5 ПР Точильношлифовальный Вытяжной вентилятор 3 Сварочный агрегат ПВ=60% 1,8 14 3,08 1 6,0 4 4 ВА13-9 1,0 1,0 4 7 АВВГ ,5 11,7 58,5 1,87 87,75 6, ВА13-9 1,0 1, АВВГ , ,6 7 6, ВА13-9 1,0 1,0 0 7 АВВГ- 4 4

97 Рисунок 13 Схема расположения распределительных пунктов и подключений электроприемников в здании Ремонтно-механического цеха завода.

98 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н.В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Расчет токов короткого замыкания в сети 0,38 кв Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.3-5а16

99 11 Расчет токов короткого замыкания в сети ниже 1000В, проверка срабатывания защиты от однофазных КЗ Схема сети ниже 1000 В показана на рисунке 3.3 Расчет токов кз в сетях до 1000 В обладает следующими особенностями: напряжение на шинах цеховой ТП считается неизменным при кз в сети до 1000В; при расчете токов кз учитываем активные и индуктивные сопротивления до точки кз всех элементов сети; расчет ведется в именованных единицах, напряжение принимаем на 5% выше номинального напряжения сети (при Uсети = 0,38 кв принимаем U = 1,05 Uсети = 0,4, кв); ток кз определяется по следующей формуле: кз U 3 где Z, мом сопротивление до точки кз; U н = 400 В. ; Расчет токов кз производим до участка цеховой сети до ЭП 6. ТП-4 РУ КЗ 1 ПР-5 КЗ КЗ 3 ТМ-1600/10 S ном = 1,6 МВА Uа =1,36% Uр =6,5% P кз = 18 квт I ном.тр = 0,61 ка QF-1 ВА TA-1 QF- QF-3 ВА АВВГ (4х5) l =50 м r 0 = 0,06 Ом/м x 0 = 0,0033 Ом/м n ц = 1 шт ВА Рисунок 14 — Однолинейная схема сети ниже 1000 В Определяем полное суммарное сопротивление до точки К1. Сопротивления QF1 и ТА1 не учитываем, т.к. I ном.ап = 3000 А. R Активное и индуктивное сопротивления трансформатора: тр U ,15 мом; S к ном. тр 1600 U р% U 6,5 400 тр 6,5 мом; 100 S ном. тр мом ; 1 Rтр тр 1,15 6,5 6,59 M АВВГ (4х4) l = 10 м r 0 = 0,074 Ом/м x 0 = 0,00095 Ом/м n ц = 1 шт

100 R / X 1,15 / 6,5 0,173, k 1,5 ; тр тр уд I к1 U , ,59 Z 1 ка; i I k 35, 0 1,5 73,5 ка. у1 к1 уд1 Линия ТП-1 ПР-5 Определяем полное суммарное сопротивление до точки К. Для АВВГ (4×5) R = R0*l/n = 1. 0,05 = 0.06 мом; X = X0*l/n = ,05 = мом; Z ( R R ) ( X X ) (3 0.06) ( ) 14. мом ; тр тр R / X 10.1/ , kуд 1,8 ; I к U , , Z ка; i I k 16,3 1,8 41, 076 ка. у к уд Линия ПР-5-6 Определяем полное суммарное сопротивление до точки К3. Для АВВГ (4×4) X3 = ,01= 0,00095 мом; R3 = ,01= 0,074 мом; Z ( R R R ) ( X X X ) ( , 074) ( ) тр 3 тр 3 14,3 мом R k ; 3/ X / , 1,8 уд I к3 U ,3 Z 3 ка; i I k 16,1 1,8 40,5 ка. у3 к3 уд3

101 Изм. Лист докум. Подпись Дата Разраб. Колбас Н. В. Руковод. Климова Г.Н. Реценз. Косульт. Утверд. ДП-ФЮРА ПЗ Построение карты селективности действия аппаратов защиты Лит. Лист Листов ТПУ ИнЭО гр.з-5а16

102 1 Построение карты селективности действия защитных аппаратов В сетях напряжением до 1 кв необходимо обеспечить селективность действия защиты. Карта селективности действия аппаратов защиты строиться в логарифмической системе координат и служит для проверки правильности выбора аппаратов зашиты. На карту селективности наносятся: номинальный и пусковой токи электроприёмника; расчётный и пиковый ток силового распределительного шкафа; расчётный и пиковый ток подстанции; защитные характеристики защитных аппаратов (автоматических выключателей и предохранителя); значения токов КЗ в сети 0,4 кв. ТП-4 РУ КЗ 1 ПР-5 КЗ КЗ 3 ТМ-1600/10 S ном = 1,6 МВА Uа =1,36% Uр =6,5% P кз = 18 квт I ном.тр = 0,61 ка QF-1 ВА TA-1 QF- QF-3 ВА АВВГ (4х5) l =50 м r 0 = 0,06 Ом/м x 0 = 0,0033 Ом/м n ц = 1 шт ВА Рисунок 15 — Однолинейная схема сети ниже 1000 В Данные для построения карты селективности: Номинальный ток электроприёмника, Iэп 7 = 11.7А; Расчётный ток ПР-5,Iр = 48,5 А; Ток к.з. в точке 1, Ik1= 35 ка; Ток к.з. в точке, Ik= 16,3 ка; Ток к.з. в точке 3, Ikз= 16,1 ка; Защитная характеристика выключателя ВА74-48 (0,1 с); Защитная характеристика выключателя ВА57-35 (0,0 с); Защитная характеристика выключателя ВА13-9 (0,00с).

M АВВГ (4х4) l = 10 м r 0 = 0,074 Ом/м x 0 = 0,00095 Ом/м n ц = 1 шт

103 Рисунок 16 — Карта селективности действия аппаратов защиты для участка цеховой сети 0,4 кв